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JP7490035B2 - In vitro differentiation of pluripotent stem cells into pancreatic endoderm cells (PECs) and endocrine cells - Google Patents

In vitro differentiation of pluripotent stem cells into pancreatic endoderm cells (PECs) and endocrine cells Download PDF

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JP7490035B2
JP7490035B2 JP2022191126A JP2022191126A JP7490035B2 JP 7490035 B2 JP7490035 B2 JP 7490035B2 JP 2022191126 A JP2022191126 A JP 2022191126A JP 2022191126 A JP2022191126 A JP 2022191126A JP 7490035 B2 JP7490035 B2 JP 7490035B2
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Description

(関連出願の相互参照)
本出願は、その開示全体が本明細書に組み込まれる、2013年3月14日出願の米国
特許仮出願第61/781,005号および2013年12月13日出願の米国実用出願
第14/106,330号の優先権を主張するものである。
CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS
This application claims priority to U.S. Provisional Application No. 61/781,005, filed March 14, 2013, and U.S. Utility Application No. 14/106,330, filed December 13, 2013, the disclosures of which are incorporated herein in their entireties.

本発明は、一般に、細胞培養物の単離、維持、および使用に関する。より具体的には、
本発明は、多能性幹細胞を、非内分泌多分化能膵臓前駆体亜集団(CHGA-)が濃縮さ
れているが、内分泌系列に傾倒した細胞(CHGA+)が比較的豊富な膵臓内胚葉細胞(
PEC)培養物にin vitroにおいて分化させるための細胞組成物および方法に関
する。本明細書には、初めて、多能性幹細胞を、哺乳動物に埋め込んだ後にin viv
oでグルコース刺激に応答してインスリンを生成する内分泌細胞に、in vitroに
おいて分化させるための細胞組成物および方法も記載されている。本明細書には、多能性
幹細胞を、in vitroでインスリンを生成する内分泌細胞にin vitroにお
いて分化させるための細胞組成物および方法も記載されている。
The present invention relates generally to the isolation, maintenance, and use of cell cultures. More specifically,
The present invention relates to the differentiation of pluripotent stem cells into pancreatic endoderm cells ( ), which are enriched for a non-endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulation (CHGA-), but relatively enriched for cells committed to the endocrine lineage (CHGA+).
The present invention relates to cell compositions and methods for the in vitro differentiation of pluripotent stem cells into mammalian (PEC) cultures.
Also described herein are cell compositions and methods for the in vitro differentiation of pluripotent stem cells into endocrine cells that produce insulin in response to glucose stimulation in vitro. Also described herein are cell compositions and methods for the in vitro differentiation of pluripotent stem cells into endocrine cells that produce insulin in vitro.

細胞移植に使用することができるヒト膵臓β細胞の拡張集団の開発は糖尿病研究の主要
な目標である。近年は、多能性幹細胞をβ細胞の潜在的な再生可能供給源として使用する
ことに注目が集まっている。膵内分泌系分化は性質が複雑であるので、現在のところまだ
解明されておらず、多能性幹細胞から成熟かつ機能的なβ細胞への分化はin vitr
oにおいて効率的に実現されていない。現在まで、膵臓内胚葉細胞(PEC)などの前駆
細胞のみがげっ歯類に移植されており、8~12週間後に、ヒト特異的β細胞機能が実証
されている。PEC細胞集団は、少なくとも2種の細胞集団:非内分泌多分化能膵臓前駆
体亜集団(CHGA-)および内分泌系列に傾倒した細胞(CHGA+)を含む。PEC
を埋め込んだ際にin vivoで成熟しβ細胞を形成するのは非内分泌多分化能膵臓前
駆体亜集団(CHGA-)であることが発見された。PEC細胞集団の移植には、in
vivoにおける長い成熟化時間が必要であり(8~12週間)、これは、(a)in
vitro PEC集団がin vivoでβ細胞に成熟する細胞型(すなわち、非内分
泌多分化能膵臓前駆細胞(CHGA-))をより多く含有する場合、(b)最終(β細胞
)分化がin vitroで実現される場合、または(c)現在使用されているものより
もさらに分化経路に沿って進んだin vitro前駆体集団、すなわち、発生的に進歩
した細胞集団が同定される場合に、短縮または排除することができる。
The development of expanded populations of human pancreatic β-cells that can be used for cell transplantation is a major goal in diabetes research. In recent years, attention has focused on the use of pluripotent stem cells as a potential renewable source of β-cells. The nature of pancreatic endocrine differentiation is complex and currently remains to be elucidated, and differentiation of pluripotent stem cells into mature and functional β-cells has not yet been demonstrated in vitro.
To date, only progenitor cells such as pancreatic endoderm cells (PECs) have been transplanted into rodents, demonstrating human-specific β-cell function after 8-12 weeks. PEC cell populations contain at least two cell populations: a non-endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulation (CHGA-) and cells committed to the endocrine lineage (CHGA+).
It was discovered that a subpopulation of non-endocrine multipotent pancreatic progenitors (CHGA-) matures and forms β cells in vivo when implanted in vitro.
A long maturation time in vivo is required (8-12 weeks), which is
This could be shortened or eliminated if the in vitro PEC population contains more cell types that mature into β cells in vivo (i.e., non-endocrine multipotent pancreatic progenitors (CHGA-)), (b) if terminal (β cell) differentiation is achieved in vitro, or (c) if an in vitro precursor population that is further along the differentiation pathway than currently used, i.e., a developmentally more advanced cell population, is identified.

本出願をいかなる理論の1つに限定するものではないが、なぜ多能性幹細胞がin v
itroにおいて十分に機能的なβ細胞に成熟しないかに関する可能性のある説明は、i
n vitroで導出された細胞は、in vivoにおける哺乳動物の膵臓発生と同じ
時点で同じマーカーの発現を有さないことである。例えば、in vitroにおける分
化の間のNGN3発現はin vivoにおける哺乳動物の膵臓発生よりも前に起こる。
実際に、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる出願人の多くの刊行物および
特許に記載されている従来の4ステージ分化プロトコルでは、PEC集団はNGN3およ
びKX2.2を発現することが観察されている。したがって、PDX1/NKX6.1同
時陽性(co-positive)の非内分泌多分化能膵臓前駆体亜集団の分化が発現さ
れる後までNGN3発現を抑制または阻害することは、in vitroにおける多能性
幹細胞から成熟かつ機能的なβ細胞への分化、あるいは、内分泌系列に傾倒した細胞(C
HGA+)と比較して非内分泌多分化能膵臓前駆細胞(CHGA-)をより多く含有する
PEC集団の分化を実現することにおける重要なステップである。
Without limiting the present application to any one theory, it is believed that pluripotent stem cells are in vivo
A possible explanation for the failure of β-cells to mature into fully functional cells in vitro is that
In vitro derived cells do not have expression of the same markers at the same time points as in vivo mammalian pancreatic development. For example, NGN3 expression during in vitro differentiation precedes in vivo mammalian pancreatic development.
Indeed, in conventional four-stage differentiation protocols described in Applicant's numerous publications and patents, which are incorporated herein by reference in their entireties, PEC populations have been observed to express NGN3 and KX2.2. Thus, suppressing or inhibiting NGN3 expression until after differentiation of a PDX1/NKX6.1 co-positive non-endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulation has been demonstrated to inhibit the in vitro differentiation of pluripotent stem cells into mature and functional beta cells or cells committed to the endocrine lineage (C
This represents an important step in achieving differentiation of a PEC population that is enriched for non-endocrine multipotent pancreatic progenitor cells (CHGA-) compared to HGA+.

NGN3およびNKX2.2の発現を遅延させるプロトコルの同定は、自明なことでは
ない。なぜならば、その分化プロトコルにより、非内分泌多分化能膵臓前駆体亜集団(C
HGA-)の形成が撹乱されるべきではなく、好ましくはそれが増加するべきであり、ま
た、細胞の損失が最小限になるべきであり、あるいは最低でも適切な細胞質量および細胞
収量(すなわち、細胞のマイクログラム数、グラム数、キログラム数)が維持されるべき
だからである。
Identifying protocols that delay expression of NGN3 and NKX2.2 is not trivial because the differentiation protocol results in the differentiation of a non-endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulation (C
HGA-) formation should not be perturbed, and preferably should be increased, and cell loss should be minimized, or at a minimum adequate cell mass and cell yield (i.e., micrograms, grams, kilograms of cells) should be maintained.

さらに、NGN3発現は内分泌細胞分化の開始、膵島細胞の成熟化の促進および島機能
の維持に必要であるので、内分泌系列に傾倒した細胞(CHGA+)におけるNGN3発
現の刺激または誘導は、in vitroにおける多能性幹細胞から成熟かつ機能的なβ
細胞への分化を実現することにおける重要なステップである。
Furthermore, because NGN3 expression is required for the initiation of endocrine cell differentiation, promoting islet cell maturation, and maintaining islet function, stimulating or inducing NGN3 expression in cells committed to the endocrine lineage (CHGA+) may promote the generation of mature and functional β-cells from pluripotent stem cells in vitro.
It is a key step in achieving differentiation of cells.

一態様では、ヒトPDX1陽性膵臓内胚葉細胞を含む細胞集団を生成するin vit
roにおける方法が提供される。当該方法は、胚体内胚葉(definitive en
doderm)系列細胞を含む細胞集団をTGFβスーパーファミリー成長因子およびW
ntファミリーメンバーと接触させ、それにより、PDX1陽性膵臓内胚葉細胞を含む細
胞集団を生じさせるステップを含む。複数の実施形態では、TGFβスーパーファミリー
成長因子は、Nodal、アクチビンA、アクチビンB、BMP2、BMP4、GDF8
、GDF-10、GDF-11およびGDF-15からなる群から選択される。複数の実
施形態では、当該方法は、胚体内胚葉系列細胞を含む細胞集団をERBB受容体キナーゼ
活性化作用物質と接触させるステップをさらに含む。複数の実施形態では、TGFβスー
パーファミリー成長因子はアクチビンAである。複数の実施形態では、Wntファミリー
メンバーはWnt3aである。複数の実施形態では、ERBB受容体キナーゼ活性化作用
物質はヘレグリンである。
In one aspect, an in vitro method for generating a cell population comprising human PDX1-positive pancreatic endoderm cells is provided.
The method includes the step of culturing definitive endoderm.
A cell population containing TGFβ superfamily growth factors and W
In some embodiments, the TGFβ superfamily growth factor is selected from the group consisting of Nodal, activin A, activin B, BMP2, BMP4, GDF8, and the like, thereby generating a cell population comprising PDX1-positive pancreatic endoderm cells.
, GDF-10, GDF-11 and GDF-15. In some embodiments, the method further comprises contacting the cell population comprising definitive endoderm lineage cells with an ERBB receptor kinase activating agent. In some embodiments, the TGFβ superfamily growth factor is activin A. In some embodiments, the Wnt family member is Wnt3a. In some embodiments, the ERBB receptor kinase activating agent is heregulin.

複数の実施形態では、PDX1陽性膵臓内胚葉細胞を含む細胞集団を少なくとも25n
g/mLのTGFβスーパーファミリー成長因子と接触させる。複数の実施形態では、P
DX1陽性膵臓内胚葉細胞を含む細胞集団を少なくとも50ng/mLのTGFβスーパ
ーファミリー成長因子と接触させる。複数の実施形態では、PDX1陽性膵臓内胚葉細胞
を含む細胞集団を少なくとも75ng/mLのTGFβスーパーファミリー成長因子と接
触させる。
In some embodiments, the cell population comprising PDX1-positive pancreatic endoderm cells is cultured at least 25 nM.
In some embodiments, the cells are contacted with a TGFβ superfamily growth factor at 100 μg/mL.
The cell population comprising PDX1-positive pancreatic endoderm cells is contacted with at least 50 ng/mL of a TGFβ superfamily growth factor. In some embodiments, the cell population comprising PDX1-positive pancreatic endoderm cells is contacted with at least 75 ng/mL of a TGFβ superfamily growth factor.

複数の実施形態では、PDX1陽性膵臓内胚葉細胞を含む細胞集団を少なくとも25n
g/mLのWntファミリーメンバーと接触させる。複数の実施形態では、PDX1陽性
膵臓内胚葉細胞を含む細胞集団を少なくとも50ng/mLのWntファミリーメンバー
と接触させる。複数の実施形態では、PDX1陽性膵臓内胚葉細胞を含む細胞集団を少な
くとも75ng/mLのWntファミリーメンバーと接触させる。
In some embodiments, the cell population comprising PDX1-positive pancreatic endoderm cells is cultured at least 25 nM.
In some embodiments, the cell population comprising PDX1-positive pancreatic endoderm cells is contacted with at least 50 ng/mL of a Wnt family member. In some embodiments, the cell population comprising PDX1-positive pancreatic endoderm cells is contacted with at least 75 ng/mL of a Wnt family member.

複数の実施形態では、細胞集団をTGFβスーパーファミリー成長因子およびWntフ
ァミリーメンバーのそれぞれの5分の1~15分の1のERBB受容体キナーゼ活性化作
用物質と接触させる。複数の実施形態では、前記PDX1陽性膵臓内胚葉細胞を含む細胞
集団の少なくとも約50%がPDX1陽性膵臓内胚葉細胞である。複数の実施形態では、
PDX1陽性膵臓内胚葉細胞を含む細胞集団の少なくとも約60%がPDX1陽性膵臓内
胚葉細胞である。複数の実施形態では、PDX1陽性膵臓内胚葉細胞を含む細胞集団の少
なくとも約70%がPDX1陽性膵臓内胚葉細胞である。複数の実施形態では、PDX1
陽性膵臓内胚葉細胞を含む細胞集団の少なくとも約80%がPDX1陽性膵臓内胚葉細胞
である。複数の実施形態では、PDX1陽性膵臓内胚葉細胞を含む細胞集団の少なくとも
約90%がPDX1陽性膵臓内胚葉細胞である。
In some embodiments, the cell population is contacted with 5-15 times less of an ERBB receptor kinase activating agent than each of a TGFβ superfamily growth factor and a Wnt family member. In some embodiments, at least about 50% of the cell population comprising PDX1-positive pancreatic endoderm cells are PDX1-positive pancreatic endoderm cells. In some embodiments,
At least about 60% of a cell population comprising PDX1-positive pancreatic endoderm cells are PDX1-positive pancreatic endoderm cells. In some embodiments, at least about 70% of a cell population comprising PDX1-positive pancreatic endoderm cells are PDX1-positive pancreatic endoderm cells. In some embodiments, PDX1
At least about 80% of a cell population comprising PDX1-positive pancreatic endoderm cells are PDX1-positive pancreatic endoderm cells. In some embodiments, at least about 90% of a cell population comprising PDX1-positive pancreatic endoderm cells are PDX1-positive pancreatic endoderm cells.

複数の実施形態では、PDX1陽性膵臓内胚葉細胞は、NKX6.1をさらに発現し、
NGN3は実質的に発現しない。複数の実施形態では、PDX1陽性膵臓内胚葉細胞はC
HGAを発現しない。複数の実施形態では、PDX1陽性膵臓内胚葉細胞は、NKX6.
1およびPFT1Aをさらに発現し、NGN3は実質的に発現しない。複数の実施形態で
は、PDX1陽性膵臓内胚葉細胞は単能性の未成熟ベータ細胞に分化することができる多
分化能細胞である。
In embodiments, the PDX1-positive pancreatic endoderm cells further express NKX6.1;
In some embodiments, the PDX1-positive pancreatic endoderm cells are
In some embodiments, PDX1-positive pancreatic endoderm cells do not express NKX6.HGA.
1 and PFT1A, and substantially no expression of NGN3. In some embodiments, PDX1-positive pancreatic endoderm cells are multipotent cells that can differentiate into unipotent immature beta cells.

一態様では、胚体内胚葉系列細胞ならびにTGFβスーパーファミリー成長因子および
Wntファミリーメンバーを含むヒト膵臓内胚葉細胞培養物が提供される。複数の実施形
態では、TGFβスーパーファミリー成長因子は、Nodal、アクチビンA、アクチビ
ンB、BMP2、BMP4、GDF8、GDF-10、GDF-11およびGDF-15
からなる群から選択される。複数の実施形態では、当該方法は、胚体内胚葉系列細胞を含
む細胞集団をERBB受容体キナーゼ活性化作用物質と接触させるステップをさらに含む
。複数の実施形態では、TGFβスーパーファミリー成長因子はアクチビンAである。複
数の実施形態では、WntファミリーメンバーはWnt3aである。複数の実施形態では
、ERBB受容体キナーゼ活性化作用物質はヘレグリンである。
In one aspect, a human pancreatic endoderm cell culture is provided comprising definitive endoderm lineage cells and a TGFβ superfamily growth factor and a Wnt family member. In embodiments, the TGFβ superfamily growth factor is selected from the group consisting of Nodal, activin A, activin B, BMP2, BMP4, GDF8, GDF-10, GDF-11, and GDF-15.
In some embodiments, the method further comprises contacting the cell population comprising definitive endoderm lineage cells with an ERBB receptor kinase activating agent. In some embodiments, the TGFβ superfamily growth factor is activin A. In some embodiments, the Wnt family member is Wnt3a. In some embodiments, the ERBB receptor kinase activating agent is heregulin.

別の態様では、in vitro単能性ヒト未成熟ベータ細胞が提供される。複数の実
施形態では、単能性ヒト未成熟ベータ細胞はINSおよびNKX6.1を発現し、NGN
3を実質的に発現しない。複数の実施形態では、単能性ヒト未成熟ベータ細胞は、成熟ベ
ータ細胞に分化することができる。複数の実施形態では、分化はin vivoにおける
ものである。複数の実施形態では、単能性ヒト未成熟ベータ細胞は、細胞集団の一部を形
成する。複数の実施形態では、細胞集団の少なくとも10%が未成熟ベータ細胞である。
複数の実施形態では、細胞集団の少なくとも20%が未成熟ベータ細胞である。複数の実
施形態では、細胞集団の少なくとも30%が未成熟ベータ細胞である。複数の実施形態で
は、細胞集団の少なくとも40%が未成熟ベータ細胞である。複数の実施形態では、細胞
集団の少なくとも50%が未成熟ベータ細胞である。複数の実施形態では、細胞集団の少
なくとも60%が未成熟ベータ細胞である。複数の実施形態では、細胞集団の少なくとも
80%が未成熟ベータ細胞である。複数の実施形態では、細胞集団の少なくとも90%が
未成熟ベータ細胞である。複数の実施形態では、細胞集団の少なくとも98%が未成熟ベ
ータ細胞である。複数の実施形態では、ヒト未成熟ベータ細胞は単一ホルモン性(sin
gly hormonal)である。複数の実施形態では、単能性ヒト細胞はMAFBを
発現する。
In another aspect, in vitro unipotent human immature beta cells are provided. In some embodiments, the unipotent human immature beta cells express INS and NKX6.1 and NGN.
In some embodiments, the unipotent human immature beta cells do not substantially express IL-1, IL-2, or IL-3. In some embodiments, the unipotent human immature beta cells are capable of differentiating into mature beta cells. In some embodiments, the differentiation is in vivo. In some embodiments, the unipotent human immature beta cells form part of a cell population. In some embodiments, at least 10% of the cell population are immature beta cells.
In embodiments, at least 20% of the cell population are immature beta cells. In embodiments, at least 30% of the cell population are immature beta cells. In embodiments, at least 40% of the cell population are immature beta cells. In embodiments, at least 50% of the cell population are immature beta cells. In embodiments, at least 60% of the cell population are immature beta cells. In embodiments, at least 80% of the cell population are immature beta cells. In embodiments, at least 90% of the cell population are immature beta cells. In embodiments, at least 98% of the cell population are immature beta cells. In embodiments, the human immature beta cells are monohormonal (sin
gly hormonal). In embodiments, the unipotent human cells express MAFB.

一態様では、単能性ヒト未成熟ベータ細胞を生成する方法が提供される。当該方法は、
ヒト胚体内胚葉系列細胞をin vitroでTGFβスーパーファミリーメンバーおよ
びWntファミリーメンバーと接触させ、それにより、未成熟ベータ細胞を生じさせるス
テップを含む。複数の実施形態では、単能性ヒト未成熟ベータ細胞はINS、NKX6.
1を発現し、NGN3を実質的に発現しない。複数の実施形態では、TGFβスーパーフ
ァミリーメンバーは、Nodal、アクチビンA、アクチビンB、BMP2、BMP4、
GDF8、GDF-10、GDF-11およびGDF-15からなる群から選択される。
複数の実施形態では、当該方法は、ヒト胚体内胚葉系列細胞をin vitroでERB
B受容体キナーゼ活性化作用物質と接触させるステップをさらに含む。複数の実施形態で
は、TGFβスーパーファミリー成長因子はアクチビンAである。複数の実施形態では、
WntファミリーメンバーはWnt3aである。複数の実施形態では、ERBB受容体キ
ナーゼ活性化作用物質はヘレグリンである。複数の実施形態では、TGFβスーパーファ
ミリー成長因子はBMPである。
In one aspect, a method for generating unipotent human immature beta cells is provided, the method comprising:
The method includes contacting human definitive endoderm lineage cells in vitro with a TGFβ superfamily member and a Wnt family member, thereby generating immature beta cells. In some embodiments, the unipotent human immature beta cells are INS, NKX6.
In some embodiments, the TGFβ superfamily member expresses Nodal, activin A, activin B, BMP2, BMP4,
It is selected from the group consisting of GDF8, GDF-10, GDF-11 and GDF-15.
In some embodiments, the method comprises transfecting human definitive endoderm lineage cells in vitro with ERB.
The method further comprises contacting the TGFβ receptor kinase activating agent with a TGFβ superfamily growth factor. In some embodiments, the TGFβ superfamily growth factor is activin A. In some embodiments, the
The Wnt family member is Wnt3a. In embodiments, the ERBB receptor kinase activating agent is heregulin. In embodiments, the TGFβ superfamily growth factor is a BMP.

複数の実施形態では、当該方法は、ヒト胚体内胚葉系列細胞をin vitroでニコ
チンアミド、レチノイン酸もしくはレチノイン酸類似体、rhoキナーゼ阻害剤またはガ
ンマセレクターゼ阻害剤と接触させるステップをさらに含む。複数の実施形態では、レチ
ノイン酸は、オールトランス-レチノイン酸(RA)、13-シス-レチノイン酸(13
-シス-RA)、およびアロチノイド酸(TTNPB)からなる群から選択される。複数
の実施形態では、レチノイン酸はオールトランスレチノイン酸(RA)である。複数の実
施形態では、レチノイン酸は13-シス-レチノイン酸(13-シス-RA)である。複
数の実施形態では、レチノイン酸はアロチノイド酸(TTNPB)である。複数の実施形
態では、rhoキナーゼ阻害剤は、Y-27632、ファスジル、H-1152P、Wf
-536およびY-30141からなる群から選択される。複数の実施形態では、rho
キナーゼ阻害剤はY-27632である。
In some embodiments, the method further comprises contacting the human definitive endoderm lineage cells in vitro with nicotinamide, retinoic acid or a retinoic acid analog, a rho kinase inhibitor, or a gamma sequestrantase inhibitor. In some embodiments, the retinoic acid is selected from the group consisting of all-trans-retinoic acid (RA), 13-cis-retinoic acid (13-cis-retinoic acid), and the like.
In some embodiments, the retinoic acid is selected from the group consisting of all-trans retinoic acid (RA). In some embodiments, the retinoic acid is 13-cis-retinoic acid (13-cis-RA). In some embodiments, the retinoic acid is arotinoic acid (TTNPB). In some embodiments, the rho kinase inhibitor is selected from the group consisting of Y-27632, fasudil, H-1152P, Wf
In some embodiments, the rho is selected from the group consisting of rho-536 and Y-30141.
The kinase inhibitor is Y-27632.

複数の実施形態では、ガンマセレクターゼ阻害剤は、ガンマセレクターゼ阻害剤I(G
SI I)、ガンマセレクターゼ阻害剤II(GSI II)、ガンマセレクターゼ阻害
剤III(GSI III)、ガンマセレクターゼ阻害剤IV(GSI IV)、ガンマ
セレクターゼ阻害剤V(GSI V)、ガンマセレクターゼ阻害剤VI(GSI VI)
、ガンマセレクターゼ阻害剤VII(GSI VII)、ガンマセレクターゼ阻害剤IX
(GSI IX)、(DAPT)、ガンマセレクターゼ阻害剤XI(GSI XI)、ガ
ンマセレクターゼ阻害剤XII、(GSI XII)、ガンマセレクターゼ阻害剤XII
I(GSI XIII)、ガンマセレクターゼ阻害剤XIV(GSI XIV)、ガンマ
セレクターゼ阻害剤XVI(GSI XVI)、ガンマセレクターゼ阻害剤XVII(G
SI XVII)、ガンマセレクターゼ阻害剤XIX(GSI XIX)、ガンマセレク
ターゼ阻害剤XX(GSI XX)、ガンマセレクターゼ阻害剤XXI(GSI XXI
)、ガンマ40 セレクターゼ阻害剤I、ガンマ40セレクターゼ阻害剤IIおよびRO
4929097からなる群から選択される。複数の実施形態では、ガンマセレクターゼ阻
害剤はRO4929097である。複数の実施形態では、ガンマセレクターゼ阻害剤はG
SI IVである。
In some embodiments, the gamma selenase inhibitor is gamma selenase inhibitor I (G
Gamma-secretase inhibitor II (GSI II), Gamma-secretase inhibitor III (GSI III), Gamma-secretase inhibitor IV (GSI IV), Gamma-secretase inhibitor V (GSI V), Gamma-secretase inhibitor VI (GSI VI)
, gamma-secretase inhibitor VII (GSI VII), gamma-secretase inhibitor IX
(GSI IX), (DAPT), gamma-secretase inhibitor XI (GSI XI), gamma-secretase inhibitor XII, (GSI XII), gamma-secretase inhibitor XII
I (GSI XIII), gamma-secretase inhibitor XIV (GSI XIV), gamma-secretase inhibitor XVI (GSI XVI), gamma-secretase inhibitor XVII (G
Gamma-secretase inhibitor XIX (GSI XIX), gamma-secretase inhibitor XX (GSI XX), gamma-secretase inhibitor XXI (GSI XXI
), gamma 40 secretase inhibitor I, gamma 40 secretase inhibitor II and RO
In some embodiments, the gamma selenase inhibitor is selected from the group consisting of RO4929097. In some embodiments, the gamma selenase inhibitor is G
It is SI IV.

別の態様では、成熟ベータ細胞をin vivoで生成するための方法が提供される。
当該方法は、(a)ヒト胚体内胚葉系列細胞をin vitroでTGFβスーパーファ
ミリーメンバーおよびWntファミリーメンバーと接触させ、それにより、未成熟ベータ
細胞を生じさせるステップと、(b)ステップ(a)の未成熟ベータ細胞を哺乳動物対象
に移植するステップと、未成熟ベータ細胞をin vivoで分化させて成熟ベータ細胞
を含む細胞の集団を生成するステップとを含む。複数の実施形態では、当該方法は、成熟
ベータ細胞に、グルコース刺激に応じてインスリンを生成させることをさらに含む。複数
の実施形態では、TGFβスーパーファミリー成長因子は、Nodal、アクチビンAお
よびアクチビンB、GDF-8、GDF-11およびGDF-15からなる群から選択さ
れる。複数の実施形態では、当該方法は、ヒト胚体内胚葉系列細胞をin vitroで
ERBB受容体キナーゼ活性化作用物質と接触させるステップをさらに含む。複数の実施
形態では、TGFβスーパーファミリー成長因子はアクチビンAである。複数の実施形態
では、WntファミリーメンバーはWnt3aである。複数の実施形態では、ERBB受
容体キナーゼ活性化作用物質はヘレグリンである。
In another aspect, a method for generating mature beta cells in vivo is provided.
The method comprises: (a) contacting human definitive endoderm lineage cells in vitro with a TGFβ superfamily member and a Wnt family member, thereby generating immature beta cells; and (b) transplanting the immature beta cells of step (a) into a mammalian subject, and differentiating the immature beta cells in vivo to generate a population of cells comprising mature beta cells. In some embodiments, the method further comprises causing the mature beta cells to produce insulin in response to glucose stimulation. In some embodiments, the TGFβ superfamily growth factor is selected from the group consisting of Nodal, activin A and activin B, GDF-8, GDF-11, and GDF-15. In some embodiments, the method further comprises contacting the human definitive endoderm lineage cells in vitro with an ERBB receptor kinase activating agent. In some embodiments, the TGFβ superfamily growth factor is activin A. In some embodiments, the Wnt family member is Wnt3a. In some embodiments, the ERBB receptor kinase activating agent is heregulin.

複数の実施形態では、ヒト胚体内胚葉系列細胞を少なくとも25ng/mLのTGFβ
スーパーファミリー成長因子と接触させる。複数の実施形態では、ヒト胚体内胚葉系列細
胞を少なくとも50ng/mLのTGFβスーパーファミリー成長因子と接触させる。複
数の実施形態では、ヒト胚体内胚葉系列細胞を少なくとも75ng/mLのTGFβスー
パーファミリー成長因子と接触させる。
In some embodiments, human definitive endoderm lineage cells are cultured in a culture medium containing at least 25 ng/mL TGFβ.
In some embodiments, the human definitive endoderm lineage cells are contacted with at least 50 ng/mL of a TGFβ superfamily growth factor. In some embodiments, the human definitive endoderm lineage cells are contacted with at least 75 ng/mL of a TGFβ superfamily growth factor.

複数の実施形態では、ヒト胚体内胚葉系列細胞を少なくとも25ng/mLのWntフ
ァミリーメンバーと接触させる。複数の実施形態では、ヒト胚体内胚葉系列細胞を少なく
とも50ng/mLのWntファミリーメンバーと接触させる。複数の実施形態では、ヒ
ト胚体内胚葉系列細胞を少なくとも75ng/mLのWntファミリーメンバーと接触さ
せる。
In some embodiments, the human definitive endoderm lineage cells are contacted with at least 25 ng/mL of a Wnt family member. In some embodiments, the human definitive endoderm lineage cells are contacted with at least 50 ng/mL of a Wnt family member. In some embodiments, the human definitive endoderm lineage cells are contacted with at least 75 ng/mL of a Wnt family member.

複数の実施形態では、ヒト胚体内胚葉系列細胞をTGFβスーパーファミリー成長因子
およびWntファミリーメンバーの5分の1~15分の1のERBB受容体キナーゼ活性
化作用物質と接触させる。複数の実施形態では、細胞集団の少なくとも10%が未成熟ベ
ータ細胞である。複数の実施形態では、細胞集団の少なくとも20%が未成熟ベータ細胞
である。複数の実施形態では、細胞集団の少なくとも30%が未成熟ベータ細胞である。
複数の実施形態では、細胞集団の少なくとも40%が未成熟ベータ細胞である。複数の実
施形態では、細胞集団の少なくとも50%が未成熟ベータ細胞である。複数の実施形態で
は、細胞集団の少なくとも60%が未成熟ベータ細胞である。複数の実施形態では、細胞
集団の少なくとも70%が未成熟ベータ細胞である。複数の実施形態では、細胞集団の少
なくとも80%が未成熟ベータ細胞である。複数の実施形態では、細胞集団の少なくとも
90%が未成熟ベータ細胞である。複数の実施形態では、未成熟ベータ細胞はINSおよ
びNKX6.1を発現し、NGN3を実質的に発現しない。複数の実施形態では、未成熟
ベータ細胞はINS、NKX6.1およびMAFBを発現し、NGN3を実質的に発現し
ない。
In embodiments, human definitive endoderm lineage cells are contacted with a TGFβ superfamily growth factor and an ERBB receptor kinase activating agent that is 5-15 times less than Wnt family members. In embodiments, at least 10% of the cell population are immature beta cells. In embodiments, at least 20% of the cell population are immature beta cells. In embodiments, at least 30% of the cell population are immature beta cells.
In some embodiments, at least 40% of the cell population are immature beta cells. In some embodiments, at least 50% of the cell population are immature beta cells. In some embodiments, at least 60% of the cell population are immature beta cells. In some embodiments, at least 70% of the cell population are immature beta cells. In some embodiments, at least 80% of the cell population are immature beta cells. In some embodiments, at least 90% of the cell population are immature beta cells. In some embodiments, the immature beta cells express INS and NKX6.1 and do not substantially express NGN3. In some embodiments, the immature beta cells express INS, NKX6.1 and MAFB and do not substantially express NGN3.

一態様では、in vitro単能性ヒト未成熟ベータ細胞が提供される。複数の実施
形態では、単能性ヒト未成熟ベータ細胞はINSおよびNKX6.1を発現し、NGN3
を実質的に発現しない。複数の実施形態では、単能性ヒト未成熟ベータ細胞は、成熟ベー
タ細胞へと成熟することができる。
In one aspect, in vitro unipotent human immature beta cells are provided. In some embodiments, the unipotent human immature beta cells express INS and NKX6.1, and NGN3.
In some embodiments, the unipotent human immature beta cells are capable of maturation into mature beta cells.

一態様では、成熟ベータ細胞をin vivoで生成するための方法が提供される。当
該方法は、a.ヒト胚体内胚葉系列細胞をin vitroでTGFβスーパーファミリ
ーメンバーおよびWntファミリーメンバーと接触させ、それにより、未成熟ベータ細胞
を生じさせるステップと、b.ステップ(a)の未成熟ベータ細胞を哺乳動物対象に移植
するステップと、c.未成熟ベータ細胞をin vivoで成熟させて、インスリン分泌
性ベータ細胞を含む細胞の集団を生成するステップとを含む。
In one aspect, a method is provided for generating mature beta cells in vivo, comprising: a. contacting human definitive endoderm lineage cells in vitro with a TGFβ superfamily member and a Wnt family member, thereby generating immature beta cells, b. transplanting the immature beta cells of step (a) into a mammalian subject, and c. maturing the immature beta cells in vivo to generate a population of cells comprising insulin-secreting beta cells.

一態様では、INSおよびNKX6.1を発現し、NGN3を実質的に発現しない単能
性ヒト未成熟ベータ細胞が提供される。複数の実施形態では、単能性ヒト未成熟ベータ細
胞は、成熟ベータ細胞へと成熟することができる。複数の実施形態では、単能性ヒト未成
熟ベータ細胞はMAFBをさらに発現する。
In one aspect, unipotent human immature beta cells are provided that express INS and NKX6.1 and do not substantially express NGN3. In some embodiments, the unipotent human immature beta cells are capable of maturing into mature beta cells. In some embodiments, the unipotent human immature beta cells further express MAFB.

一態様では、INSおよびNKX6.1を発現し、NGN3を実質的に発現しないin
vitro単能性ヒト未成熟ベータ細胞が提供される。複数の実施形態では、単能性ヒ
ト未成熟ベータ細胞は、成熟ベータ細胞へと成熟することができる。複数の実施形態では
、単能性ヒト未成熟ベータ細胞はMAFBをさらに発現する。
In one aspect, an in vivo mouse model expressing INS and NKX6.1 and not substantially expressing NGN3
In vitro unipotent human immature beta cells are provided. In some embodiments, the unipotent human immature beta cells are capable of maturing into mature beta cells. In some embodiments, the unipotent human immature beta cells further express MAFB.

一態様では、単能性ヒト未成熟ベータ細胞を生成する方法が提供される。当該方法は、
ヒト胚体内胚葉系列細胞をin vitroでTGFβスーパーファミリーメンバーおよ
びWntファミリーメンバーと接触させ、それにより、単能性ヒト未成熟ベータ細胞を生
成するステップを含む。複数の実施形態では、単能性ヒト未成熟ベータ細胞はINS、N
KX6.1を発現し、NGN3を実質的に発現しない。複数の実施形態では、当該方法は
、ヒト胚体内胚葉系列細胞をin vitroでERBB受容体キナーゼ活性化作用物質
と接触させるステップをさらに含む。複数の実施形態では、TGFβスーパーファミリー
成長因子はアクチビンAである。複数の実施形態では、WntファミリーメンバーはWn
t3aである。複数の実施形態では、ERBB受容体キナーゼ活性化作用物質はヘレグリ
ンである。
In one aspect, a method for generating unipotent human immature beta cells is provided, the method comprising:
The method includes contacting human definitive endoderm lineage cells in vitro with a TGFβ superfamily member and a Wnt family member, thereby generating unipotent human immature beta cells. In some embodiments, the unipotent human immature beta cells are INS, N
In some embodiments, the method further comprises contacting the human definitive endoderm lineage cells in vitro with an ERBB receptor kinase activating agent. In some embodiments, the TGFβ superfamily growth factor is activin A. In some embodiments, the Wnt family member is Wn
t3a. In several embodiments, the ERBB receptor kinase activating agent is heregulin.

一態様では、成熟ベータ細胞をin vivoで生成するための方法が提供される。当
該方法は、a.ヒト胚体内胚葉系列細胞をin vitroでTGFβスーパーファミリ
ーメンバーおよびWntファミリーメンバーと接触させ、それにより、未成熟ベータ細胞
を生じさせるステップと、b.ステップ(a)の未成熟ベータ細胞を哺乳動物対象に移植
するステップと、c.未成熟ベータ細胞をin vivoで成熟させて、インスリン分泌
性ベータ細胞を含む細胞の集団を生成するステップとを含む。複数の実施形態では、当該
方法は、ヒト胚体内胚葉系列細胞をin vitroでERBB受容体キナーゼ活性化作
用物質と接触させるステップをさらに含む。複数の実施形態では、TGFβスーパーファ
ミリー成長因子はアクチビンAである。複数の実施形態では、Wntファミリーメンバー
はWnt3aである。複数の実施形態では、ERBB受容体キナーゼ活性化作用物質はヘ
レグリンである。複数の実施形態では、ヒト胚体内胚葉系列細胞を少なくとも50ng/
mLのTGFβスーパーファミリー成長因子と接触させる。複数の実施形態では、ヒト胚
体内胚葉系列細胞を少なくとも25ng/mLのWntファミリーメンバーと接触させる
。複数の実施形態では、ヒト胚体内胚葉系列細胞をTGFβスーパーファミリー成長因子
およびWntファミリーメンバーの5分の1~15分の1のERBB受容体キナーゼ活性
化作用物質と接触させる。複数の実施形態では、未成熟ベータ細胞は、INSおよびNK
X6.1を発現し、NGN3を実質的に発現しない。複数の実施形態では、未成熟ベータ
細胞は、INS、NKX6.1およびMAFBを発現し、NGN3を実質的に発現しない
In one aspect, a method is provided for generating mature beta cells in vivo, the method comprising: a. contacting human definitive endoderm-lineage cells in vitro with a TGFβ superfamily member and a Wnt family member, thereby generating immature beta cells; b. transplanting the immature beta cells of step (a) into a mammalian subject; and c. maturing the immature beta cells in vivo to generate a population of cells comprising insulin-secreting beta cells. In embodiments, the method further comprises contacting the human definitive endoderm-lineage cells in vitro with an ERBB receptor kinase activating agent. In embodiments, the TGFβ superfamily growth factor is activin A. In embodiments, the Wnt family member is Wnt3a. In embodiments, the ERBB receptor kinase activating agent is heregulin. In embodiments, the human definitive endoderm-lineage cells are transplanted into a mammalian subject with at least 50 ng/mL of TGFβ superfamily member and a Wnt family member, thereby generating immature beta cells.
In some embodiments, the human definitive endoderm lineage cells are contacted with at least 25 ng/mL of a TGFβ superfamily growth factor. In some embodiments, the human definitive endoderm lineage cells are contacted with at least 25 ng/mL of a Wnt family member. In some embodiments, the human definitive endoderm lineage cells are contacted with a TGFβ superfamily growth factor and 5-15 times less of an ERBB receptor kinase activating agent than a Wnt family member. In some embodiments, the immature beta cells are contacted with INS and NK
X6.1 and does not substantially express NGN3. In some embodiments, immature beta cells express INS, NKX6.1 and MAFB and do not substantially express NGN3.

一実施形態では、多能性幹細胞または多能性幹細胞から導出された先駆細胞を、内分泌
集団および非内分泌集団に分化させるための組成物および方法が提供される。一態様では
、内分泌細胞は少なくともCHGAを発現し(またはCHGA+)、非内分泌細胞はCH
GAを発現しない(またはCHGA-)。一態様では、これらの細胞集団は内分泌(CH
GA+)亜集団および非内分泌(CHGA-)亜集団、または単にCHGA+亜集団もし
くはCHGA-亜集団、または単に内分泌亜集団および非内分泌亜集団と称される。別の
態様では、これらの内分泌亜集団および非内分泌亜集団は、非内分泌多分化能膵臓前駆体
亜集団または内分泌多分化能膵臓前駆体亜集団などの多分化能前駆体/先駆体亜集団であ
ってもよく、未成熟内分泌細胞、好ましくは未成熟ベータ細胞、未成熟グルカゴン細胞な
どの単能性亜集団であってもよい。
In one embodiment, compositions and methods are provided for differentiating pluripotent stem cells or progenitor cells derived from pluripotent stem cells into endocrine and non-endocrine populations. In one aspect, endocrine cells express at least CHGA (or CHGA+) and non-endocrine cells express CHGA.
In one embodiment, these cell populations do not express GA (or CHGA-).
In another embodiment, the endocrine and non-endocrine subpopulations may be multipotent progenitor/precursor subpopulations, such as non-endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulations or endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulations, or may be unipotent subpopulations, such as immature endocrine cells, preferably immature beta cells, immature glucagon cells, etc.

一実施形態では、in vitroにおいて、多能性幹細胞を、内分泌亜集団と非内分
泌亜集団の両方を含む膵臓内胚葉細胞(PEC)培養物であって、NGN3の発現が抑制
されている膵臓内胚葉細胞(PEC)培養物に分化させるための組成物および方法が提供
される。一態様では、PEC培養物においてNKX2.2の発現も抑制されている。一態
様では、PEC培養物においてCHGAの発現も抑制されている。一態様では、PDX1
およびNKX6.1の発現はPEC培養物中の単一細胞での同時発現である。一態様では
、PEC培養物中の細胞の50%未満、好ましくは40%未満、30%、より好ましくは
20%未満、10%未満、5%未満、2%未満、1%未満がNGN3、NKX2.2また
はCHGAを発現する。一態様では、PEC培養物は非内分泌多分化能膵臓前駆体亜集団
(CHGA-)が濃縮されている。一態様では、PEC培養物では、非内分泌多分化能膵
臓前駆体亜集団(CHGA-)のマーカー(PDX1および/またはNKX6.1)が発
現されている。一態様では、豊富な非内分泌多分化能前駆体亜集団(CHGA-)を伴う
PEC培養物を哺乳動物宿主に埋め込み、移植片を成熟させ、in vivoにおいてグ
ルコースに応答してインスリンを生成させる。一態様では、豊富な非内分泌多分化能膵臓
前駆体亜集団(CHGA-)を伴うPEC培養物は、in vivoにおいて、豊富な非
内分泌多分化能前駆体亜集団(CHGA-)を伴わないPEC培養物よりも速い速度で成
熟する。一態様では、豊富な非内分泌多分化能前駆体亜集団(CHGA-)を伴う埋め込
まれたPEC培養物は、埋め込み後約10週間または約12週間の時点で、グルコース刺
激に応答したC-ペプチド(インスリン)生成によって測定されるin vivoの機能
が、豊富な非内分泌多分化能膵臓前駆体亜集団(CHGA-)を伴わない埋め込まれたP
EC培養物の少なくとも2倍に改善されている。
In one embodiment, compositions and methods are provided for in vitro differentiation of pluripotent stem cells into pancreatic endoderm cell (PEC) cultures that contain both endocrine and non-endocrine subpopulations, where the expression of NGN3 is suppressed. In one aspect, the expression of NKX2.2 is also suppressed in the PEC cultures. In one aspect, the expression of CHGA is also suppressed in the PEC cultures. In one aspect, the expression of PDX1 is also suppressed in the PEC cultures.
and NKX6.1 expression is co-expressed in a single cell in the PEC culture. In one aspect, less than 50%, preferably less than 40%, 30%, more preferably less than 20%, 10%, 5%, 2%, 1% of the cells in the PEC culture express NGN3, NKX2.2 or CHGA. In one aspect, the PEC culture is enriched for a non-endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulation (CHGA-). In one aspect, the PEC culture expresses markers of the non-endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulation (CHGA-), such as PDX1 and/or NKX6.1. In one aspect, the PEC culture with enriched non-endocrine multipotent progenitor subpopulation (CHGA-) is implanted into a mammalian host and the graft is allowed to mature and produce insulin in response to glucose in vivo. In one aspect, PEC cultures with an enriched non-endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulation (CHGA-) mature at a faster rate in vivo than PEC cultures without an enriched non-endocrine multipotent progenitor subpopulation (CHGA-). In one aspect, implanted PEC cultures with an enriched non-endocrine multipotent progenitor subpopulation (CHGA-) have a higher in vivo function as measured by C-peptide (insulin) production in response to glucose stimulation than implanted PEC cultures without an enriched non-endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulation (CHGA-) at about 10 weeks or about 12 weeks post-implantation.
There is at least a two-fold improvement over EC cultures.

一実施形態では、in vitroで多能性ヒト幹細胞を分化させるための組成物およ
び方法であって、内分泌系の分化および発生に典型的なNGN3およびNKX2.2など
の遺伝子の発現が、非内分泌性多分化能膵臓前駆体(CHGA-かつPDX1/NKX6
.1同時発現)の生成後まで抑制される組成物および方法が提供される。
In one embodiment, compositions and methods for differentiating pluripotent human stem cells in vitro are provided, in which expression of genes typical of endocrine differentiation and development, such as NGN3 and NKX2.2, is associated with non-endocrine multipotent pancreatic progenitors (CHGA- and PDX1/NKX6
Compositions and methods are provided in which expression of the .1 gene (.1 co-expression) is inhibited until post-production.

一実施形態では、in vitroにおいて、多能性幹細胞を、PEC培養物に分化さ
せるための方法であって、(a)PDX1陰性前腸内胚葉細胞集団を得るステップと、(
b)ステップ(a)の細胞集団を、TGFβ受容体ファミリーメンバーを活性化する作用
物質と接触させ、それにより、CHGA、NGN3またはNKX2.2を含む群から選択
されるマーカーを実質的に発現しないPECを含む細胞培養物を生じさせるステップとを
含む方法が提供される。一態様では、PECは、PDX1とNKX6.1を同時発現する
細胞の亜集団を含む。一態様では、PECは、非内分泌性多分化能膵臓前駆体(CHGA
-)細胞の亜集団を含む。一態様では、TGFβ受容体ファミリーメンバーを活性化する
作用物質は、Nodal、アクチビンA、アクチビンB、BMP2、BMP4、GDF8
、GDF-10、GDF-11、GDF-15およびその混合物からなる群から選択され
る。一態様では、アクチビンAをステージ3に100ng/mL、75ng/mL、50
ng/mL、25ng/mLまたは10ng/mLで添加し、ステージ4に15ng/m
L、10ng/mLまたは5ng/mLで添加する。一態様では、アクチビンAをPDX
1陰性前腸内胚葉細胞集団に添加することによって形成されたPEC培養物は、グルコー
ス刺激に応答したC-ペプチド(インスリン)生成によって測定されるin vivoの
機能が、豊富な非内分泌多分化能前駆体亜集団(CHGA-)を伴わないPEC培養物の
少なくとも2倍に改善されている。
In one embodiment, a method for differentiating pluripotent stem cells into PEC cultures in vitro comprises the steps of: (a) obtaining a population of PDX1-negative foregut endoderm cells;
and b) contacting the cell population of step (a) with an agent that activates a TGFβ receptor family member, thereby resulting in a cell culture comprising PECs that do not substantially express a marker selected from the group comprising CHGA, NGN3, or NKX2.2. In one aspect, the PECs comprise a subpopulation of cells that co-express PDX1 and NKX6.1. In one aspect, the PECs are non-endocrine multipotent pancreatic progenitors (CHGA, NGN3, or NKX2.2).
In one embodiment, the agent that activates a TGFβ receptor family member is selected from the group consisting of Nodal, activin A, activin B, BMP2, BMP4, GDF8, and the like.
In one embodiment, activin A is administered at 100 ng/mL, 75 ng/mL, 50 ng/mL, or mixtures thereof at stage 3.
ng/mL, 25 ng/mL or 10 ng/mL, and at stage 4 at 15 ng/mL
In one embodiment, activin A is added at PDX
PEC cultures formed by adding to a population of C-negative foregut endoderm cells have at least two-fold improved in vivo function, as measured by C-peptide (insulin) production in response to glucose stimulation, compared to PEC cultures without an enriched non-endocrine multipotent progenitor subpopulation (CHGA-).

一態様では、非内分泌多分化能膵臓前駆体亜集団(CHGA-)を伴うPEC培養物は
、グルコース刺激に応答したインスリン生成によって測定されるin vivoの機能が
、豊富な非内分泌多分化能前駆体亜集団(CHGA-)を伴わないPEC細胞培養物の少
なくとも2倍に改善されている。
In one aspect, PEC cultures with enriched non-endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulation (CHGA-) have at least two-fold improved in vivo function as measured by insulin production in response to glucose stimulation compared to PEC cell cultures without enriched non-endocrine multipotent progenitor subpopulation (CHGA-).

一実施形態では、in vitroにおいて、多能性幹細胞を、PECを含む細胞集団
に分化させるための方法であって、(a)PDX1陰性前腸内胚葉細胞集団を得るステッ
プと、(b)ステップ(a)の細胞集団を、TGFβ受容体ファミリーメンバーを活性化
する作用物質と接触させ、それにより、CHGA、NGN3またはNKX2.2を含む群
から選択されるマーカーを実質的に発現しないPEC集団を生じさせるステップとを含む
方法が提供される。一態様では、PEC集団は、PDX1とNKX6.1を同時発現する
細胞を含む。一態様では、PEC集団は、非内分泌多分化能膵臓前駆細胞(CHGA-)
を含む。一態様では、TGFβ受容体ファミリーメンバーを活性化する作用物質は、No
dal、アクチビンA、アクチビンB、BMP2、BMP4、GDF8、GDF-10、
GDF-11、GDF-15およびその混合物からなる群から選択される。一態様では、
TGFβ受容体ファミリーメンバーを活性化する作用物質はアクチビンAである。一態様
では、アクチビンAをステージ3に100ng/mL、75ng/mL、50ng/mL
、25ng/mLまたは10ng/mLで添加し、ステージ4に15ng/mL、10n
g/mLまたは5ng/mLで添加する。一態様では、EGFファミリーリガンドは、ヘ
レグリン(ニューレグリン1(NRG1)としても公知である)、ニューレグリン2(N
RG2)、ニューレグリン3(NRG3)、ニューレグリン4(NRG4)、EGF(上
皮成長因子)およびベータセルリンを含む群から選択される。一態様では、EGFファミ
リーリガンドはヘレグリンである。一態様では、ヘレグリンを2ng/mL、5ng/m
L、10ng/mL、20ng/mL、15ng/mL、30ng/mL、40ng/m
L、50ng/mL、60ng/mL、70ng/mLまたは80ng/mLで添加する
。一態様では、アクチビンAおよびヘレグリンをPDX1陰性前腸内胚葉細胞集団に添加
することによって形成されたPEC培養物は、グルコース刺激に応答したC-ペプチド(
インスリン)生成によって測定されるin vivoの機能が、豊富な非内分泌多分化能
前駆体亜集団(CHGA-)を伴わないPEC培養物の少なくとも2倍に改善されている
In one embodiment, a method is provided for in vitro differentiation of pluripotent stem cells into a cell population comprising PECs, the method comprising the steps of: (a) obtaining a population of PDX1-negative foregut endoderm cells; and (b) contacting the cell population of step (a) with an agent that activates a TGFβ receptor family member, thereby resulting in a PEC population that does not substantially express a marker selected from the group comprising CHGA, NGN3 or NKX2.2. In one aspect, the PEC population comprises cells that co-express PDX1 and NKX6.1. In one aspect, the PEC population comprises non-endocrine multipotent pancreatic progenitor cells (CHGA-).
In one aspect, the agent that activates a TGFβ receptor family member is No.
dal, activin A, activin B, BMP2, BMP4, GDF8, GDF-10,
In one embodiment, the antibody is selected from the group consisting of GDF-11, GDF-15 and mixtures thereof.
The agent that activates TGFβ receptor family members is activin A. In one embodiment, activin A is administered at 100 ng/mL, 75 ng/mL, 50 ng/mL, or 100 ng/mL at stage 3.
, 25 ng/mL or 10 ng/mL, and in stage 4, 15 ng/mL, 10 ng/mL
In one embodiment, the EGF family ligand is heregulin (also known as neuregulin 1 (NRG1)), neuregulin 2 (NRG2), or 5ng/mL.
In one embodiment, the EGF family ligand is heregulin. In one embodiment, heregulin is administered at 2 ng/mL, 5 ng/mL, 10 ng/mL, 15 ng/mL, 20 ng/mL, 25 ng/mL, 30 ng/mL, 40 ng/mL, 50 ng/mL, 60 ng/mL, 70 ng/mL, 80 ng/mL, 90 ng/mL, 100 ng/mL, 15 ng/mL, 100 ng/mL, 15 ng/mL, 20 ng/mL, 100 ng/mL, 25 ng/mL, 15 ng/mL, 20 ng/mL, 15 ng/mL, 25 ng/mL, 1 ...
L, 10ng/mL, 20ng/mL, 15ng/mL, 30ng/mL, 40ng/mL
In one embodiment, PEC cultures formed by adding activin A and heregulin to a PDX1-negative foregut endoderm cell population are added at 50 ng/mL, 50 ng/mL, 60 ng/mL, 70 ng/mL or 80 ng/mL. ...
In vivo function, as measured by insulin) production, is improved by at least 2-fold over PEC cultures without an enriched non-endocrine multipotent progenitor subpopulation (CHGA-).

一実施形態では、in vitroにおいて、多能性幹細胞を、PECを含む細胞培養
物に分化させるための方法であって、(a)PDX1陰性前腸内胚葉細胞集団を得るステ
ップと、(b)ステップ(a)の細胞集団を、少なくとも、TGFβ受容体ファミリーメ
ンバーを活性化する作用物質、EGFファミリーリガンドまたはWntシグナル伝達経路
を活性化する作用物質と、単独でまたは組み合わせて接触させ、それにより、CHGA、
NGN3またはNKX2.2を含む群から選択されるマーカーを実質的に発現しないPE
Cを含む細胞培養物を生じさせるステップとを含む方法が提供される。一態様では、PE
C培養物は、PDX1とNKX6.1を同時発現する細胞を含む。一態様では、PEC細
胞培養物は、非内分泌多分化能膵臓前駆体亜集団(CHGA-)を含む。一態様では、T
GFβ受容体ファミリーメンバーを活性化する作用物質は、Nodal、アクチビンA、
アクチビンB、BMP2、BMP4、GDF8、GDF-10、GDF-11、GDF-
15およびその混合物からなる群から選択される。一態様では、TGFβ受容体ファミリ
ーメンバーを活性化する作用物質はアクチビンAである。一態様では、Wntシグナル伝
達経路を活性化する作用物質は、WNT1、WNT2、WNT2B、WNT3、WNT3
A、WNT4、WNT5A、WNT5B、WNT6、WNT7A、WNT7B、WNT8
A、WNT8B、WNT9A、WNT9B、WNT10A、WNT10B、WNT11、
WNT16およびWnt3Aを含む群から選択されるWntファミリーメンバーである。
一態様では、WntファミリーメンバーはWnt3Aである。一態様では、アクチビンA
をステージ3に100ng/mL、75ng/mL、50ng/mL、25ng/mLま
たは10ng/mLで添加し、ステージ4に15ng/mL、10ng/mLまたは5n
g/mLで添加する。一態様では、ヘレグリンを2ng/mL、5ng/mL、10ng
/mL、20ng/mL、15ng/mL、30ng/mL、40ng/mL、50ng
/mL、60ng/mL、70ng/mLまたは80ng/mLで添加する。一態様では
、WNTを5ng/mL、25ng/mL、50ng/mL~75ng/mL、より好ま
しくは50ng/mLで添加する。
In one embodiment, a method for in vitro differentiation of pluripotent stem cells into a cell culture comprising PECs, comprising: (a) obtaining a population of PDX1-negative foregut endoderm cells; and (b) contacting the cell population of step (a) with at least an agent that activates a TGFβ receptor family member, an EGF family ligand, or an agent that activates the Wnt signaling pathway, either alone or in combination, thereby producing a differentiation medium comprising:
PE that does not substantially express a marker selected from the group including NGN3 or NKX2.2
and generating a cell culture comprising PE.
The PEC culture comprises cells that co-express PDX1 and NKX6.1. In one aspect, the PEC cell culture comprises a non-endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulation (CHGA-).
Agents that activate GFβ receptor family members include Nodal, activin A,
Activin B, BMP2, BMP4, GDF8, GDF-10, GDF-11, GDF-
15 and mixtures thereof. In one aspect, the agent that activates a TGFβ receptor family member is activin A. In one aspect, the agent that activates the Wnt signaling pathway is WNT1, WNT2, WNT2B, WNT3, WNT3
A, WNT4, WNT5A, WNT5B, WNT6, WNT7A, WNT7B, WNT8
A, WNT8B, WNT9A, WNT9B, WNT10A, WNT10B, WNT11,
The Wnt family member is selected from the group including WNT16 and Wnt3A.
In one aspect, the Wnt family member is Wnt3A. In one aspect, activin A
was added at 100 ng/mL, 75 ng/mL, 50 ng/mL, 25 ng/mL or 10 ng/mL in stage 3, and at 15 ng/mL, 10 ng/mL or 5 ng/mL in stage 4.
In one embodiment, heregulin is added at 2 ng/mL, 5 ng/mL, 10 ng/mL,
/mL, 20ng/mL, 15ng/mL, 30ng/mL, 40ng/mL, 50ng
In one embodiment, WNTs are added at 5 ng/mL, 25 ng/mL, 50 ng/mL to 75 ng/mL, more preferably 50 ng/mL.

一態様では、ステージ3にアクチビンAを単独でまたはWNTと組み合わせて添加する
。別の態様では、ステージ3にアクチビンAをWNTまたはWNTおよびヘレグリンと一
緒に添加する。さらにもう1つの態様では、ステージ4にアクチビンAを単独でまたはヘ
レグリンと組み合わせて添加する。
In one embodiment, activin A is added alone or in combination with WNT at stage 3. In another embodiment, activin A is added together with WNT or WNT and heregulin at stage 3. In yet another embodiment, activin A is added alone or in combination with heregulin at stage 4.

一態様では、細胞集団内の細胞の10%超、好ましくは20%超、30%超、40%超
、より好ましくは50%超、60%超、70%超、80%超、90%超、95%超、98
%超または100%が非内分泌多分化能前駆体亜集団(CHGA-)である。一態様では
、アクチビンA、ヘレグリンおよびWNTをPDX1-陰性前腸内胚葉細胞集団に添加す
ることによって形成されたPEC細胞培養物は、グルコース刺激に応答したインスリン生
成によって測定されるin vivoの機能が、豊富な非内分泌多分化能前駆体亜集団(
CHGA-)を伴わないPEC細胞培養物の少なくとも2倍に改善されている。
In one aspect, more than 10%, preferably more than 20%, more than 30%, more than 40%, more preferably more than 50%, more than 60%, more than 70%, more than 80%, more than 90%, more than 95%, more than 98%, more than 10%, more preferably more than 20%, more preferably more than 30%, more preferably more than 40%, more preferably more than 50%, more than 60%, more than 70%, more than 8
In one aspect, PEC cell cultures formed by adding activin A, heregulin and WNT to a PDX1-negative foregut endoderm cell population exhibit an enriched non-endocrine multipotent progenitor subpopulation (CHGA-) that is functional in vivo as measured by insulin production in response to glucose stimulation.
The improvement is at least two-fold over PEC cell cultures without CHGA-.

一実施形態では、in vitroにおいて、多能性幹細胞を、内分泌系列に傾倒した
最小限の細胞(CHGA+)を含むPEC培養物に分化させるための組成物および方法が
提供される。一態様では、内分泌系列に傾倒した細胞は、CHGAの発現を特徴とする。
一態様では、PEC培養物中の細胞の50%未満、好ましくは40%未満、30%未満、
より好ましくは20%未満、10%未満、5%未満、2%未満、1%未満が内分泌系列に
傾倒した細胞(CHGA+)である。
In one embodiment, compositions and methods are provided for in vitro differentiation of pluripotent stem cells into PEC cultures comprising minimally committed cells (CHGA+). In one aspect, the endocrine committed cells are characterized by expression of CHGA.
In one embodiment, less than 50%, preferably less than 40%, less than 30% of the cells in the PEC culture
More preferably, less than 20%, less than 10%, less than 5%, less than 2%, less than 1% are cells committed to the endocrine lineage (CHGA+).

一実施形態では、in vitroにおいて、多能性幹細胞を、実質的なPEC培養物
に分化させ、in vitroでPEC培養物を内分泌細胞にさらに分化させるための組
成物および方法が提供される。一態様では、内分泌細胞はCHGAを発現する。一態様で
は、内分泌細胞は、in vitroにおいてインスリンを生成することができる。一態
様では、in vitro内分泌インスリン分泌細胞は、グルコース刺激に応答してイン
スリンを生成することができる。一態様では、細胞集団内の細胞の10%超、好ましくは
20%超、30%超、40%超、より好ましくは50%超、60%超、70%超、80%
超、90%超、95%超、98%超または100%が内分泌細胞である。
In one embodiment, compositions and methods are provided for in vitro differentiation of pluripotent stem cells into substantial PEC cultures and further differentiation of the PEC cultures into endocrine cells in vitro. In one aspect, the endocrine cells express CHGA. In one aspect, the endocrine cells are capable of producing insulin in vitro. In one aspect, the in vitro endocrine insulin-secreting cells are capable of producing insulin in response to glucose stimulation. In one aspect, more than 10%, preferably more than 20%, more than 30%, more than 40%, more preferably more than 50%, more than 60%, more than 70%, more than 80% of the cells in the cell population express CHGA.
greater than, greater than 90%, greater than 95%, greater than 98% or 100% are endocrine cells.

一実施形態では、in vitroにおいて、多能性幹細胞を、内分泌細胞に分化させ
るための方法であって、(a)PECを含む細胞集団を得るステップと、(b)ステップ
(a)の細胞集団を、骨形成タンパク質(BMP)、ヘッジホッグ阻害剤、血小板由来成
長因子(PDGF)、線維芽細胞成長因子ファミリーのメンバー、レチノイド、インスリ
ン成長因子1および2(IGF1およびIGF2)ならびにニコチンアミドからなる群か
ら選択される成長因子と接触させ、それにより、内分泌細胞を生じさせるステップとを含
む方法が提供される。一態様では、内分泌細胞はCHGAを発現する。一態様では、内分
泌細胞はin vitroにおける未成熟インスリン生成ベータ細胞である。一態様では
、内分泌細胞は、埋め込み型半透性封入デバイスにローディングされた、成熟しており、
in vivoでグルコース刺激に応答してインスリンを生成することができるものであ
る。一態様では、細胞集団内の細胞の10%超、好ましくは20%超、30%超、40%
超、より好ましくは50%超、60%超、70%超、80%超、90%超、95%超、9
8%超または100%が内分泌細胞である。一態様では、SSHを10ng/mL~10
0ng/mLで添加する。一態様では、PDGFを10ng/mL~100ng/mLで
添加する。一態様では、BMPを10ng/mL~20ng/mLで添加する。一態様で
は、FGF2を2ng/mL~20ng/mLで添加する。一態様では、IGF1または
IGF2を25ng/mL~100ng/mLで添加する。一態様では、上記の化合物を
互いと組み合わせて添加する。一態様では、線維芽細胞成長因子ファミリーのメンバーは
FGF2である。一態様では、レチノイドは、レチノイン酸および/またはTTNPBも
しくはTT3などのレチノイン酸類似体、インスリン様成長因子I(IGF-Iもしくは
IGF1)およびインスリン様成長因子-II(IGF-IIもしくはIGF2)である
。一態様では、骨形成タンパク質はBMP4である。一態様では、ヘッジホッグ阻害剤は
、ソニックヘッジホッグ、KAAD-シクロパミン、KAAD-シクロパミン類似体、ジ
ェルビン、ジェルビン類似体、ヘッジホッグ経路遮断抗体および当業者に公知の任意の他
のヘッジホッグ経路機能の阻害剤である。
In one embodiment, a method is provided for differentiating pluripotent stem cells into endocrine cells in vitro, comprising: (a) obtaining a cell population comprising PECs; and (b) contacting the cell population of step (a) with a growth factor selected from the group consisting of bone morphogenetic proteins (BMPs), hedgehog inhibitors, platelet derived growth factor (PDGF), members of the fibroblast growth factor family, retinoids, insulin growth factors 1 and 2 (IGF1 and IGF2), and nicotinamide, thereby resulting in endocrine cells. In one aspect, the endocrine cells express CHGA. In one aspect, the endocrine cells are immature insulin-producing beta cells in vitro. In one aspect, the endocrine cells are mature, loaded into an implantable semipermeable encapsulation device,
In one embodiment, more than 10%, preferably more than 20%, more than 30%, more than 40% of the cells in the cell population are capable of producing insulin in response to glucose stimulation in vivo.
More preferably, more than 50%, more than 60%, more than 70%, more than 80%, more than 90%, more than 95%, more than 9
More than 8% or 100% are endocrine cells.
In one embodiment, PDGF is added at 10 ng/mL to 100 ng/mL. In one embodiment, BMP is added at 10 ng/mL to 20 ng/mL. In one embodiment, FGF2 is added at 2 ng/mL to 20 ng/mL. In one embodiment, IGF1 or IGF2 is added at 25 ng/mL to 100 ng/mL. In one embodiment, the above compounds are added in combination with each other. In one embodiment, the member of the fibroblast growth factor family is FGF2. In one embodiment, the retinoid is retinoic acid and/or a retinoic acid analog such as TTNPB or TT3, insulin-like growth factor I (IGF-I or IGF1) and insulin-like growth factor-II (IGF-II or IGF2). In one embodiment, the bone morphogenetic protein is BMP4. In one aspect, the hedgehog inhibitor is sonic hedgehog, KAAD-cyclopamine, KAAD-cyclopamine analogs, jervine, jervine analogs, hedgehog pathway blocking antibodies and any other inhibitor of hedgehog pathway function known to one of skill in the art.

一実施形態では、in vitroにおいて、多能性幹細胞を、内分泌細胞に分化させ
るための方法であって、(a)PECを含む細胞集団を得るステップと、(b)in v
itroにおいて、ステップ(a)の細胞集団を、ガンマセレクターゼ阻害剤と接触させ
、それにより、内分泌細胞を作製するステップとを含む方法が提供される。一態様では、
内分泌細胞はCHGAを発現する。一態様では、内分泌細胞はin vitroにおける
未成熟インスリン生成ベータ細胞である。一態様では、内分泌細胞は、in vitro
でグルコース刺激に応答してインスリンを生成するインスリン分泌細胞である。一態様で
は、内分泌細胞は、埋め込み型半透性封入デバイスにローディングされた、成熟しており
、in vivoでグルコース刺激に応答してインスリンを生成することができるもので
ある。一態様では、ガンマセレクターゼ阻害剤は、N-[N-(3,5-ジフルロフェナ
セチル-L-アラニル)]-S-フェニルグリシンt-ブチルエステル(DAPT)、R
O44929097、1-(S)-endo-N-(1,3,3)-トリメチルビシクロ
[2.2.1]ヘプタ-2-イル)-4-フルオロフェニルスルホンアミド、WPE-I
II31C、S-3-[N’-(3,5-ジフルオロフェニル-α-ヒドロキシアセチル
)-L-アラニリル]アミノ-2,3-ジヒドロ-1-メチル-5-フェニル-1H-1
,4-ベンゾジアゼピン-2-オン、(N)-[(S)-2-ヒドロキシ-3-メチル-
ブチリル]-1-(L-アラニニル)-(S)-1-アミノ-3-メチル-4,5,6,
7-テトラヒドロ-2H-3-ベンゾアゼピン-2-オン、BMS-708163(Av
agacestat)、BMS-708163、Semagacestat(LY450
139)、Semagacestat(LY450139)、MK-0752、MK-0
752、YO-01027、YO-01027(ジベンザゼピン、DBZ)、LY-41
1575、LY-411575、またはLY2811376を含む群から選択される。一
部の実施形態では、ガンマセレクターゼ阻害剤は、細胞培養物または細胞集団中に約0.
01μMから約1000μMまでにわたる濃度で存在する。好ましい実施形態では、ガン
マセレクターゼ阻害剤は、細胞培養物または細胞集団中に約0.1μMから約100μM
までにわたる濃度で存在する。一態様では、ガンマセレクターゼ阻害剤を、添加後に除去
する。
In one embodiment, a method for in vitro differentiation of pluripotent stem cells into endocrine cells comprises: (a) obtaining a cell population comprising PECs; and (b) in vitro differentiation of pluripotent stem cells into endocrine cells.
and contacting in vitro the cell population of step (a) with a gamma secretase inhibitor, thereby generating endocrine cells.
The endocrine cells express CHGA. In one aspect, the endocrine cells are immature insulin-producing beta cells in vitro. In one aspect, the endocrine cells are immature insulin-producing beta cells in vitro.
In one aspect, the endocrine cells are mature, capable of producing insulin in response to glucose stimulation in vivo, loaded into an implantable semipermeable encapsulation device. In one aspect, the gamma secretase inhibitor is N-[N-(3,5-diflurophenacetyl-L-alanyl)]-S-phenylglycine t-butyl ester (DAPT), R
O44929097, 1-(S)-endo-N-(1,3,3)-trimethylbicyclo[2.2.1]hept-2-yl)-4-fluorophenylsulfonamide, WPE-I
II31C, S-3-[N'-(3,5-difluorophenyl-α-hydroxyacetyl)-L-alanyl]amino-2,3-dihydro-1-methyl-5-phenyl-1H-1
, 4-benzodiazepin-2-one, (N)-[(S)-2-hydroxy-3-methyl-
butyryl]-1-(L-alaninyl)-(S)-1-amino-3-methyl-4,5,6,
7-Tetrahydro-2H-3-benzazepin-2-one, BMS-708163 (Av
agacestat), BMS-708163, Semagacestat (LY450
139), Semagacestat (LY450139), MK-0752, MK-0
752, YO-01027, YO-01027 (dibenzazepine, DBZ), LY-41
1575, LY-411575, or LY2811376. In some embodiments, the gamma sequestrant is present in the cell culture or cell population at a concentration of about 0.
In a preferred embodiment, the gamma selenase inhibitor is present in the cell culture or cell population at a concentration ranging from about 0.1 μM to about 100 μM.
In one embodiment, the gamma secreta segregase inhibitor is removed after addition.

本明細書に記載の実施形態では、in vitroで多能性ヒト幹細胞を内分泌細胞に
分化させる組成物および方法が提供される。一態様では、内分泌細胞はCHGAを発現す
る。一態様では、内分泌細胞は、in vitroにおいてインスリンを生成することが
できる。一態様では、内分泌細胞は未成熟ベータ細胞などの未成熟内分泌細胞である。一
態様では、in vitroインスリン生成細胞は、グルコース刺激に応答してインスリ
ンを生成することができる。
In embodiments described herein, compositions and methods are provided for differentiating pluripotent human stem cells into endocrine cells in vitro. In one aspect, the endocrine cells express CHGA. In one aspect, the endocrine cells are capable of producing insulin in vitro. In one aspect, the endocrine cells are immature endocrine cells, such as immature beta cells. In one aspect, the in vitro insulin-producing cells are capable of producing insulin in response to glucose stimulation.

一実施形態では、哺乳動物においてin vivoでインスリンを生成させるための方
法であって、(a)内分泌細胞集団を埋め込み型半透性デバイスにローディングするステ
ップと、(b)内分泌細胞を伴うデバイスを哺乳動物宿主に埋め込むステップと、(c)
前記デバイス中の内分泌細胞集団をin vivoで成熟させるステップとを含み、内分
泌細胞の少なくとも一部がin vivoでグルコース刺激に応答してインスリンを生成
するインスリン分泌細胞であり、それにより、哺乳動物においてin vivoでインス
リンが生成される方法が提供される。一態様では、内分泌細胞は、より多くの非内分泌多
分化能膵臓前駆体亜集団(CHGA-)を伴うPECを含む細胞組成物から導出される。
別の態様では、内分泌細胞は、内分泌亜集団(CHGA+)が少ないPECを含む細胞組
成物から導出される。別の態様では、内分泌細胞は、未成熟内分泌細胞、好ましくは未成
熟ベータ細胞である。
In one embodiment, a method for producing insulin in vivo in a mammal comprises the steps of: (a) loading an implantable semipermeable device with a population of endocrine cells; (b) implanting the device with the endocrine cells into a mammalian host; and (c)
and maturing the endocrine cell population in said device in vivo, wherein at least a portion of the endocrine cells are insulin-secreting cells that produce insulin in response to glucose stimulation in vivo, thereby producing insulin in vivo in a mammal. In one aspect, the endocrine cells are derived from a cell composition that includes PECs with a larger subpopulation of non-endocrine multipotent pancreatic progenitors (CHGA-).
In another aspect, the endocrine cells are derived from a cell composition comprising PECs that are enriched in an endocrine subpopulation (CHGA+).In another aspect, the endocrine cells are immature endocrine cells, preferably immature beta cells.

一態様では、内分泌細胞は、in vitroでPDX-1陽性膵臓内胚葉集団、また
はPDX1/NKX6.1陽性である非内分泌(CHGA-)亜集団と比較してPDX1
およびNKX6.1をより多く発現する多能性幹細胞から作製される。一態様では、内分
泌細胞は、in vitroでPDX1およびNKX6.1をPEC非内分泌多分化能膵
臓前駆体亜集団(CHGA-)よりも比較的多く発現する多能性幹細胞から作製される。
一態様では、骨形態形成タンパク質(BMP)およびレチノイン酸(RA)類似体を、単
独でまたは組み合わせて細胞培養物に添加して、PDX1およびNKX6.1の発現がP
EC非内分泌多分化能前駆体亜集団(CHGA-)と比較して増加している内分泌細胞を
得る。一態様では、BMPは、BMP2、BMP5、BMP6、BMP7、BMP8およ
びBMP4を含む群から選択され、BMP4であることがより好ましい。一態様では、レ
チノイン酸類似体は、オールトランスレチノイン酸およびTTNPB(4-[(E)-2
-(5,6,7,8-テトラヒドロ-5,5,8,8-テトラメチル-2-ナフタレニル
)-l-プロペニル]安息香酸アロチノイド酸)、または0.1~10μMのAM-58
0(4-[(5,6,7,8-テトラヒドロ-5,5,8,8-テトラメチル-2-ナフ
タレニル)カルボキシアミド]安息香酸)を含む群から選択され、TTNPBであること
がより好ましい。
In one aspect, endocrine cells are characterized as expressing PDX1 in vitro as compared to a PDX-1 positive pancreatic endoderm population or a non-endocrine (CHGA-) subpopulation that is PDX1/NKX6.1 positive.
and NKX6.1. In one aspect, the endocrine cells are generated from pluripotent stem cells that express relatively more PDX1 and NKX6.1 in vitro than the PEC non-endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulation (CHGA-).
In one embodiment, bone morphogenetic proteins (BMPs) and retinoic acid (RA) analogs, either alone or in combination, are added to cell cultures to increase PDX1 and NKX6.1 expression.
The endocrine cells are increased relative to the EC non-endocrine multipotent progenitor subpopulation (CHGA-). In one aspect, the BMP is selected from the group including BMP2, BMP5, BMP6, BMP7, BMP8 and BMP4, more preferably BMP4. In one aspect, the retinoic acid analog is selected from the group including all-trans retinoic acid and TTNPB (4-[(E)-2
-(5,6,7,8-tetrahydro-5,5,8,8-tetramethyl-2-naphthalenyl)-1-propenyl]benzoic acid arotinoic acid), or 0.1 to 10 μM AM-58
0(4-[(5,6,7,8-tetrahydro-5,5,8,8-tetramethyl-2-naphthalenyl)carboxamido]benzoic acid), more preferably TTNPB.

一実施形態では、in vitroにおいて、多能性幹細胞を、内分泌細胞および未成
熟内分泌細胞、好ましくは未成熟ベータ細胞に分化させるための方法であって、凝集体を
解離させ再会合させることを含む方法が提供される。一態様では、解離および再会合は、
ステージ1、ステージ2、ステージ3、ステージ4、ステージ5、ステージ6またはステ
ージ7またはこれらの組合せにおいて起こる。一態様では、胚体内胚葉、PDX1陰性前
腸内胚葉、PDX1陽性前腸内胚葉、PEC、および/または内分泌細胞および内分泌前
駆/先駆細胞を解離させ、再会合させる。一態様では、ステージ7において、内分泌(C
HGA+)亜集団と比較して少ない非内分泌(CHGA-)亜集団からなる細胞凝集体を
解離させ、再凝集させる。一態様では、細胞集団内の細胞の10%超、好ましくは20%
超、30%超、40%超、より好ましくは50%超、60%超、70%超、80%超、9
0%超、95%超、98%超または100%が内分泌(CHGA+)細胞である。
In one embodiment, a method is provided for in vitro differentiation of pluripotent stem cells into endocrine cells and immature endocrine cells, preferably immature beta cells, comprising dissociating and reassociating aggregates. In one aspect, the dissociation and reassociation comprises:
This occurs at stage 1, stage 2, stage 3, stage 4, stage 5, stage 6, or stage 7, or a combination thereof. In one aspect, definitive endoderm, PDX1-negative foregut endoderm, PDX1-positive foregut endoderm, PEC, and/or endocrine cells and endocrine precursor/precursor cells are dissociated and reassociated. In one aspect, at stage 7, endocrine (C
The cell aggregates, which are comprised of a smaller non-endocrine (CHGA-) subpopulation compared to the HGA+ subpopulation, are dissociated and reaggregated. In one embodiment, more than 10%, preferably 20%, of the cells in the cell population
More than 30%, more than 40%, more preferably more than 50%, more than 60%, more than 70%, more than 80%, more than 9
Greater than 0%, greater than 95%, greater than 98% or 100% are endocrine (CHGA+) cells.

一実施形態では、ステージ4PEC生成の間に作製された内分泌細胞を除去し、それに
より、PDX1+かつNKX6.1+である非内分泌性多分化能膵臓前駆体(CHGA-
)亜集団を濃縮することによって、in vitroにおいて、多能性幹細胞を、内分泌
細胞に分化させるための方法が提供される。
In one embodiment, endocrine cells generated during stage 4 PEC generation are removed, thereby generating non-endocrine multipotent pancreatic progenitors (CHGA-
) The enrichment of the subpopulation provides a method for differentiating pluripotent stem cells into endocrine cells in vitro.

一実施形態では、表17において定義されるステージ6細胞およびステージ7細胞を約
0.02%~2%、好ましくは約0.02%~0.05%、好ましくは約0.05%~1
%、好ましくは0.05%の低レベルのマトリゲルで培養する、in vitroにおい
て、多能性幹細胞を、内分泌細胞に分化させるための方法が提供される。
In one embodiment, about 0.02% to 2%, preferably about 0.02% to 0.05%, preferably about 0.05% to 1%, of stage 6 and stage 7 cells as defined in Table 17 are
In one embodiment, a method is provided for differentiating pluripotent stem cells into endocrine cells in vitro by culturing them in low levels of Matrigel, preferably 0.05%.

一実施形態では、細胞培養物をマトリゲルおよびrhoキナーゼまたはROCK阻害剤
で処理することによってPECと内分泌細胞凝集体の細胞接着を改善するための方法が提
供される。一態様では、rhoキナーゼまたはROCK阻害剤はY-27632である。
In one embodiment, a method is provided for improving cell adhesion between PEC and endocrine cell aggregates by treating the cell culture with Matrigel and a rho-kinase or ROCK inhibitor. In one aspect, the rho-kinase or ROCK inhibitor is Y-27632.

一実施形態では、非内分泌多分化能前駆体亜集団(CHGA-)が濃縮されたPEC培
養物を、ステージ3および/またはステージ4にノギン(Noggin)ファミリーメン
バーを添加しないことによって作製する。一実施形態では、内分泌系列に傾倒した細胞(
CHGA+)が比較的豊富なPEC培養物を、ステージ3および/またはステージ4にノ
ギンファミリーメンバーを添加しないことによって作製する。一態様では、ノギンファミ
リーメンバーは、ノギン、コーディン、フォリスタチン、フォリスタチン様タンパク質、
ケルベロス、ココ、ダン、グレムリン、スクレロスチン、PRDC(ダンおよびケルベロ
スに関連するタンパク質)を含む群から選択される化合物である。
In one embodiment, PEC cultures enriched for non-endocrine multipotent progenitor subpopulations (CHGA-) are generated by not adding Noggin family members at stage 3 and/or stage 4. In one embodiment, endocrine lineage-committed cells (
A PEC culture relatively enriched in CHGA+ is generated by not adding Noggin family members to stage 3 and/or stage 4. In one aspect, Noggin family members include Noggin, Chordin, Follistatin, Follistatin-like protein,
The compound is selected from the group including Cerberus, Coco, Dan, Gremlin, Sclerostin, PRDC (protein related to Dan and Cerberus).

一実施形態では、培養物中の内分泌細胞を、高レベルの外因性グルコースを含む培地で
あって、添加される外因性グルコースが約1mM~25mM、約1mM~20mM、約5
mM~15mM、約5mM~10mM、約5mM~8mMである培地で培養することによ
って維持するための方法が提供される。一態様では、培地は、DMEM、CMRLまたは
RPMIに基づく培地である。
In one embodiment, endocrine cells in culture are grown in medium containing high levels of exogenous glucose, where the exogenous glucose added is between about 1 mM and 25 mM, between about 1 mM and 20 mM, between about 5 mM and 6 mM,
Methods for maintaining the cells by culturing in a medium that is about 5 mM to 15 mM, about 5 mM to 10 mM, about 5 mM to 8 mM, in one aspect, the medium is a DMEM, CMRL or RPMI based medium.

一実施形態では、in vitroにおいて、多能性幹細胞を、細胞凝集体の解離と再
会合を伴って、およびそれを伴わないで、内分泌細胞に分化させるための方法が提供され
る。一態様では、ステージ6および/またはステージ7に、内分泌細胞のin vivo
の機能に影響を及ぼすことなく、解離していないまたは解離し再会合した細胞凝集体を凍
結保存または凍結する。一態様では、凍結保存した内分泌細胞培養物を解凍し、培養し、
移植すると、それはin vivoで機能する。
In one embodiment, a method is provided for in vitro differentiation of pluripotent stem cells into endocrine cells, with and without dissociation and reassociation of cell aggregates. In one aspect, in vivo differentiation of endocrine cells is performed at stage 6 and/or stage 7.
The undissociated or dissociated and reassociated cell aggregates are cryopreserved or frozen without affecting the function of the endocrine cell. In one embodiment, the cryopreserved endocrine cell culture is thawed and cultured to
Once implanted, it functions in vivo.

別の実施形態では、多能性幹細胞を内分泌細胞に分化させるための培養系であって、少
なくとも、分化の初期に内分泌遺伝子発現を抑制または阻害することができる作用物質お
よび分化の後期に内分泌遺伝子発現を誘導することができる作用物質を含む培養系が提供
される。一態様では、内分泌遺伝子発現を抑制または阻害することができる作用物質を膵
臓PDX1陰性前腸細胞からなる培養系に添加する。一態様では、内分泌遺伝子発現を誘
導することができる作用物質をPDX1陽性膵臓内胚葉前駆体またはPECからなる培養
系に添加する。一態様では、内分泌遺伝子発現を抑制または阻害することができる作用物
質はTGFベータ受容体ファミリーを活性化する作用物質であり、アクチビンであること
が好ましく、高レベルのアクチビン、その後に低レベルのアクチビンであることが好まし
い。一態様では、内分泌遺伝子発現を誘導することができる作用物質は、N-[N-(3
,5-ジフルロフェナセチル-L-アラニル)]-S-フェニルグリシンt-ブチルエス
テル(DAPT)、RO44929097、DAPT(N--[N-(3,5-ジフルオ
ロフェナセチル-L-アラニル)]-S-フェニルグリシンt-ブチルエステル)、1-
(S)-endo-N-(1,3,3)-トリメチルビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2
-イル)-4-フルオロフェニルスルホンアミド、WPE-III31C、S-3-[N
’-(3,5-ジフルオロフェニル-α-ヒドロキシアセチル)-L-アラニリル]アミ
ノ-2,3-ジヒドロ-1-メチル-5-フェニル-1H-1,4-ベンゾジアゼピン-
2-オン、(N)-[(S)-2-ヒドロキシ-3-メチル-ブチリル]-1-(L-ア
ラニニル)-(S)-1-アミノ-3-メチル-4,5,6,7-テトラヒドロ-2H-
3-ベンゾアゼピン-2-オン、BMS-708163(Avagacestat)、B
MS-708163、Semagacestat(LY450139)、Semagac
estat(LY450139)、MK-0752、MK-0752、YO-01027
、YO-01027(ジベンザゼピン、DBZ)、LY-411575、LY-4115
75、またはLY2811376からなる群から選択されるガンマセレクターゼ阻害剤で
ある。一態様では、高レベルのアクチビンとは、40ng/mL超、50ng/mL超、
および75ng/mL超のレベルを意味する。一態様では、ステージ3の間または膵臓前
腸内胚葉細胞の生成前に高レベルのアクチビンを使用する。一態様では、低レベルのアク
チビンとは、30ng/mL未満、20ng/mL未満、10ng/mL未満および5n
g/mL未満を意味する。一態様では、ステージ4の間またはPECを生成するために低
レベルのアクチビンを使用する。一態様では、阻害または誘導される内分泌遺伝子はNG
N3である。別の態様では、内分泌発現を阻害するため、好ましくは、膵臓前腸内胚葉細
胞の生成前、または好ましくはステージ3の間にNGN3発現を阻害するために、アクチ
ビンAおよびWnt3Aを単独でまたは組み合わせて使用する。一態様では、PECの生
成後、または好ましくはステージ5、ステージ6および/またはステージ7の間に内分泌
遺伝子発現の発現を誘導するために、ガンマセレクターゼ阻害剤、好ましくはRO449
29097またはDAPTを培養系に使用する。
In another embodiment, a culture system for differentiating pluripotent stem cells into endocrine cells is provided, comprising at least an agent capable of suppressing or inhibiting endocrine gene expression early in differentiation and an agent capable of inducing endocrine gene expression late in differentiation. In one aspect, an agent capable of suppressing or inhibiting endocrine gene expression is added to a culture consisting of pancreatic PDX1-negative foregut cells. In one aspect, an agent capable of inducing endocrine gene expression is added to a culture consisting of PDX1-positive pancreatic endoderm precursors or PECs. In one aspect, the agent capable of suppressing or inhibiting endocrine gene expression is an agent that activates the TGF-beta receptor family, preferably activin, with high levels of activin followed by low levels of activin. In one aspect, the agent capable of induc ...
,5-difluorophenacetyl-L-alanyl)]-S-phenylglycine t-butyl ester (DAPT), RO44929097, DAPT (N--[N-(3,5-difluorophenacetyl-L-alanyl)]-S-phenylglycine t-butyl ester), 1-
(S)-endo-N-(1,3,3)-trimethylbicyclo[2.2.1]hepta-2
-yl)-4-fluorophenylsulfonamide, WPE-III31C, S-3-[N
'-(3,5-difluorophenyl-α-hydroxyacetyl)-L-alaninyl]amino-2,3-dihydro-1-methyl-5-phenyl-1H-1,4-benzodiazepine-
2-one, (N)-[(S)-2-hydroxy-3-methyl-butyryl]-1-(L-alaninyl)-(S)-1-amino-3-methyl-4,5,6,7-tetrahydro-2H-
3-Benzazepin-2-one, BMS-708163 (Avagacestat), B
MS-708163, Semagacestat (LY450139), Semagac
estat (LY450139), MK-0752, MK-0752, YO-01027
, YO-01027 (dibenzazepine, DBZ), LY-411575, LY-4115
75, or LY2811376. In one embodiment, the high level of activin is greater than 40 ng/mL, greater than 50 ng/mL,
and levels above 75 ng/mL. In one embodiment, high levels of Activin are used during stage 3 or prior to the generation of pancreatic foregut endoderm cells. In one embodiment, low levels of Activin include levels below 30 ng/mL, below 20 ng/mL, below 10 ng/mL and below 5 ng/mL.
In one embodiment, low levels of activin are used during stage 4 or to generate PEC. In one embodiment, the endocrine gene that is inhibited or induced is NG
In another aspect, Activin A and Wnt3A are used alone or in combination to inhibit endocrine expression, preferably to inhibit NGN3 expression prior to generation of pancreatic foregut endoderm cells, or preferably during stage 3. In one aspect, a gamma sequestrantase inhibitor, preferably RO449, is used to induce expression of endocrine gene expression after generation of PEC, or preferably during stage 5, stage 6 and/or stage 7.
29097 or DAPT are used in the culture system.

内分泌細胞を含むin vitro細胞培養物であって、前記ヒト細胞の少なくとも5
%が、インスリン(INS)、NK6ホメオボックス1(NKX6.1)、膵臓および十
二指腸ホメオボックス1(PDX1)、転写遺伝子関連遺伝子座(transcript
ion factor related locus)2(NKX2.2)、ペアードボ
ックス4(PAX4)、神経原性分化(neurogenic differentia
tion)1(NEUROD)、フォークヘッドボックスA1(FOXA1)、フォーク
ヘッドボックスA2(FOXA2)、スネイルファミリージンクフィンガー(snail
family zinc finger)2(SNAIL2)、および筋腱膜線維肉腫
癌遺伝子ファミリー(musculoaponeurotic fibrosarcom
a oncogene family)AおよびB(MAFAおよびMAFB)からなる
群から選択される内分泌マーカーを発現し、かつ、ニューロゲニン3(NGN3)、アイ
レット1(ISL1)、肝細胞核因子6(HNF6)、GATA結合性タンパク質4(G
ATA4)、GATA結合性タンパク質6(GATA6)、膵臓特異的転写因子(pan
creas specific transcription factor)Ia(P
TF1A)およびSRY(性決定領域Y)-9(SOX9)からなる群から選択されるマ
ーカーを実質的に発現せず、前記内分泌細胞が単能性であり、膵ベータ細胞に成熟するこ
とができる、細胞培養物。
An in vitro cell culture comprising endocrine cells, comprising at least 5% of said human cells.
% of the genes involved in insulin (INS), NK6 homeobox 1 (NKX6.1), pancreatic and duodenal homeobox 1 (PDX1), and transcriptome-associated loci (transcriptome-associated loci)
ion factor related locus 2 (NKX2.2), paired box 4 (PAX4), neurogenic differentiation
tion)1 (NEUROD), forkhead box A1 (FOXA1), forkhead box A2 (FOXA2), snail family zinc finger (snail
family zinc finger 2 (SNAIL2), and musculoaponeurotic fibrosarcoma oncogene family
The present invention relates to a method for the treatment of oncogene family (MAFA and MAFB) endocrine markers selected from the group consisting of neurogenin 3 (NGN3), islet 1 (ISL1), hepatocyte nuclear factor 6 (HNF6), GATA binding protein 4 (GATA binding protein 4), and the like.
ATA4), GATA binding protein 6 (GATA6), pancreatic specific transcription factor (pan
creas specific transcription factor) Ia (P
TF1A) and SRY (sex determining region Y)-9 (SOX9), and wherein said endocrine cells are unipotent and capable of maturing into pancreatic beta cells.

内分泌細胞は未成熟ベータ細胞であることが好ましい。 The endocrine cells are preferably immature beta cells.

前記ヒト細胞の少なくとも10%が未成熟ベータ細胞であることが好ましい。 It is preferred that at least 10% of the human cells are immature beta cells.

前記ヒト細胞の少なくとも20%が未成熟ベータ細胞であることが好ましい。 It is preferred that at least 20% of the human cells are immature beta cells.

前記ヒト細胞の少なくとも50%が未成熟ベータ細胞であることが好ましい。 It is preferred that at least 50% of the human cells are immature beta cells.

細胞は非組換え型であることが好ましい。 The cells are preferably non-recombinant.

細胞は、ヒト胚性幹細胞(hESC)、人工多能性幹細胞(iPSC)、単為生殖生物
細胞、胚性癌腫細胞(EC)細胞、中内胚葉細胞、胚体内胚葉細胞、PDXl-1陰性膵
臓前腸内胚葉細胞、PDX1陽性膵臓前腸内胚葉細胞、および膵臓内胚葉細胞(PEC)
からなる群から選択されるヒト多能性幹細胞から導出されたことが好ましい。
The cells include human embryonic stem cells (hESCs), induced pluripotent stem cells (iPSCs), parthenogenetic cells, embryonic carcinoma cells (EC) cells, mesendoderm cells, definitive endoderm cells, PDX1-1 negative pancreatic foregut endoderm cells, PDX1 positive pancreatic foregut endoderm cells, and pancreatic endoderm cells (PECs).
Preferably, the cell is derived from a human pluripotent stem cell selected from the group consisting of:

未成熟ベータ細胞を生成するための方法であって、a)PDX1陰性前腸内胚葉細胞集
団を、TGFβ受容体ファミリーメンバーを活性化する因子と接触させ、それにより、P
DX1陽性膵臓内胚葉細胞集団を生成するステップと、b)PDX陽性膵臓内胚葉細胞集
団をガンマセレクターゼ阻害剤と接触させ、それにより、INSおよびNKX6.1を発
現する未成熟ベータ細胞を生成するステップとを含む方法。
1. A method for generating immature beta cells, comprising: a) contacting a population of PDX1-negative foregut endoderm cells with an agent that activates a TGFβ receptor family member, thereby generating PDX1-negative foregut endoderm cells that are capable of expressing a TGFβ receptor family member.
A method comprising the steps of: b) generating a PDX1-positive pancreatic endoderm cell population; and c) contacting the PDX-positive pancreatic endoderm cell population with a gamma-secretaase inhibitor, thereby generating immature beta cells that express INS and NKX6.1.

PDX1陰性前腸内胚葉細胞集団をWntファミリーメンバーおよびヘレグリンファミ
リーメンバーと接触させることが好ましい。
Preferably, a PDX1-negative foregut endoderm cell population is contacted with a Wnt family member and a heregulin family member.

TGFベータ受容体ファミリーメンバーは、アクチビンA、アクチビンB、Nodal
、GDF-8、GDF-10、GDF-11およびGDF15からなる群から選択される
ことが好ましい。
TGF-beta receptor family members include activin A, activin B, and Nodal
, GDF-8, GDF-10, GDF-11 and GDF15.

TGFベータ受容体ファミリーメンバーは、アクチビンA、GDF-8およびGDF-
11であることが好ましい。
TGF beta receptor family members include activin A, GDF-8 and GDF-
It is preferable that the number is 11.

TGFベータ受容体ファミリーメンバーはアクチビンAであることが好ましい。 The TGF beta receptor family member is preferably activin A.

Wntファミリーメンバーは、WNT1、WNT2、WNT2B、WNT3、WNT3
A、WNT4、WNT5A、WNT5B、WNT6、WNT7A、WNT7B、WNT8
A、WNT8B、WNT9A、WNT9B、WNT10A、WNT10B、WNT11、
WNT16およびWNT3Aからなる群から選択されることが好ましい。
Wnt family members are WNT1, WNT2, WNT2B, WNT3, and WNT3.
A, WNT4, WNT5A, WNT5B, WNT6, WNT7A, WNT7B, WNT8
A, WNT8B, WNT9A, WNT9B, WNT10A, WNT10B, WNT11,
It is preferably selected from the group consisting of WNT16 and WNT3A.

WntファミリーメンバーはWnt3aであることが好ましい。 The Wnt family member is preferably Wnt3a.

ヘレグリン(HRG)ファミリーメンバーはHRG1、HRG2、HRG3およびHR
G4であることが好ましい。
Heregulin (HRG) family members are HRG1, HRG2, HRG3 and HR
It is preferably G4.

HRGファミリーメンバーはHRG1およびHRG2であることが好ましい。 The HRG family members are preferably HRG1 and HRG2.

in vivoでインスリンを生成させるための方法であって、a)PDX1陰性前腸
内胚葉細胞集団を、TGFβ受容体ファミリーメンバーを活性化する因子と接触させ、そ
れにより、PDX1陽性膵臓内胚葉細胞集団を生成するステップと、b)PDX陽性膵臓
内胚葉細胞集団をガンマセレクターゼ阻害剤と接触させ、それにより、INSおよびNK
X6.1を発現する未成熟ベータ細胞を生成するステップと、c)ステップ(b)からの
未成熟ベータ細胞を埋め込むステップと、d)細胞を、in vivoでグルコース刺激
に応答してインスリンを分泌する成熟ベータ細胞に成熟させるステップとを含む方法。
A method for producing insulin in vivo, comprising the steps of: a) contacting a PDX1-negative foregut endoderm cell population with an agent that activates a TGFβ receptor family member, thereby producing a PDX1-positive pancreatic endoderm cell population; and b) contacting the PDX1-positive pancreatic endoderm cell population with a gamma sequestrantase inhibitor, thereby producing insulin in vivo.
(c) generating immature beta cells that express X6.1; (b) implanting the immature beta cells from step (b); and (d) maturing the cells in vivo into mature beta cells that secrete insulin in response to glucose stimulation.

本発明の好ましい特徴および態様は以下の通りである。 Preferred features and aspects of the present invention are as follows:

ステージ7において、なお作用物質により遺伝子発現を調節することができる。ステー
ジ7にFGFスーパーファミリーのメンバーを添加することが好ましい。ステージ7にF
GF2を添加することが好ましい。FGF2により、SST発現を増加させ、かつ/また
はINS発現、GCG発現またはGHRL発現を抑制することができる。ステージ7にB
MPを添加することが好ましい。BMPにより、INS発現、PDX1発現またはIDI
発現を増加させることができる。
At stage 7, gene expression can still be regulated by agents. It is preferred to add a member of the FGF superfamily at stage 7.
It is preferable to add FGF2. FGF2 can increase SST expression and/or suppress INS expression, GCG expression or GHRL expression.
It is preferable to add MP. BMP suppresses INS expression, PDX1 expression, or IDI expression.
Expression can be increased.

in vivoの機能を生じさせる未成熟ベータ細胞集団。未成熟ベータ集団はCHG
A+であることが好ましい。未成熟ベータ細胞集団は、in vivoで機能することが
できる、すなわち、移植されると血中グルコースに応答してインスリンを分泌することが
好ましい。内分泌細胞集団は、移植されると、機能的な膵島細胞に発達および成熟するこ
とができるものであることが好ましい。未成熟ベータ細胞集団は内分泌細胞が濃縮された
(または非内分泌細胞を枯渇させた)ものであることが好ましい。好ましい実施形態では
、未成熟ベータ細胞集団内の細胞の約50%超がCHGA+である。より好ましい実施形
態では、未成熟ベータ細胞集団内の細胞の約60%超または70%超または80%超また
は90%超または95%超または98%超または100%がCHGA+である。好ましい
実施形態では、未成熟ベータ細胞集団内の細胞の約50%未満がCHGA-である。より
好ましい実施形態では、未成熟ベータ細胞集団内の細胞の約15%未満がCHGA-であ
る。より好ましい実施形態では、未成熟ベータ細胞集団内の細胞の約10%未満または5
%未満または3%未満または2%未満または1%未満または0.5%未満または0%がC
HGA-である。さらに、NGN3発現などのある特定のマーカーの発現を、ステージ3
中、未成熟ベータ細胞の生成の間、抑制することができる。未成熟ベータ細胞集団は単一
ホルモン性(例えば、INSのみ)であることが好ましい。未成熟ベータ細胞集団は、N
KX6.1およびPDX1を含めた他の細胞マーカーを同時発現することが好ましい。未
成熟ベータ細胞集団は、単一ホルモン性であり、かつNKX6.1およびPDX1を含め
た他の細胞マーカーを同時発現することが好ましい。未成熟ベータ細胞集団は、全INS
集団に対する百分率としてより多くの単一ホルモン発現INS細胞を有することが好まし
い。未成熟ベータ細胞集団は、全INS集団に対する百分率として少なくとも50%の単
一ホルモン発現INS細胞を有することが好ましい。未成熟ベータ細胞集団はCHGA+
/INS+/NKX6.1+(三重陽性)であることが好ましい。好ましい実施形態では
、未成熟ベータ細胞集団内の細胞の約25%超がCHGA+/INS+/NKX6.1+
(三重陽性)である。好ましい実施形態では、未成熟ベータ細胞集団内の細胞の約30%
超または40%超または50%超または60%超または70%超または80%超または9
0%超または95%超または100%がCHGA+/INS+/NKX6.1+(三重陽
性)である。
Immature beta cell population that gives rise to in vivo function. The immature beta population is CHG
Preferably, the immature beta cell population is CHGA+. Preferably, the immature beta cell population is capable of functioning in vivo, i.e., secreting insulin in response to blood glucose when transplanted. Preferably, the endocrine cell population is capable of developing and maturing into functional pancreatic islet cells when transplanted. Preferably, the immature beta cell population is enriched for endocrine cells (or depleted of non-endocrine cells). In preferred embodiments, greater than about 50% of the cells in the immature beta cell population are CHGA+. In more preferred embodiments, greater than about 60%, or greater than 70%, or greater than 80%, or greater than 90%, or greater than 95%, or greater than 98%, or 100% of the cells in the immature beta cell population are CHGA+. In preferred embodiments, less than about 50% of the cells in the immature beta cell population are CHGA-. In more preferred embodiments, less than about 15% of the cells in the immature beta cell population are CHGA-. In more preferred embodiments, less than about 10% or 50% of the cells in the immature beta cell population are CHGA-.
% or less than 3% or less than 2% or less than 1% or less than 0.5% or 0% is C
In addition, the expression of certain markers, such as NGN3 expression, is considered to be indicative of stage 3 HGA-.
During the course of the aging process, the generation of immature beta cells can be inhibited. Preferably, the immature beta cell population is monohormonal (e.g., INS only). The immature beta cell population is N
Preferably, the immature beta cell population is monohormonal and co-expresses other cell markers including NKX6.1 and PDX1. The immature beta cell population is monohormonal and preferably co-expresses other cell markers including NKX6.1 and PDX1. The immature beta cell population is monohormonal and preferably co-expresses other cell markers including NKX6.1 and PDX1.
It is preferred to have more single hormone expressing INS cells as a percentage of the population. It is preferred that the immature beta cell population has at least 50% single hormone expressing INS cells as a percentage of the total INS population. The immature beta cell population is CHGA+
In a preferred embodiment, more than about 25% of the cells in the immature beta cell population are CHGA+/INS+/NKX6.1+ (triple positive).
(triple positive). In a preferred embodiment, about 30% of the cells in the immature beta cell population
or more than 40% or more than 50% or more than 60% or more than 70% or more than 80% or more than 9
>0% or >95% or 100% are CHGA+/INS+/NKX6.1+ (triple positive).

濃縮された未成熟ベータ細胞集団は、細胞凝集体を解離させ、再凝集させることによっ
て作製される。濃縮された未成熟ベータ細胞集団をステージ7において解離させ、再凝集
させることが好ましい。未成熟ベータ細胞集団を約25日目または26日目または27日
目または28日目または29日目または30日目またはそれ以降に解離させ、再凝集させ
ることが好ましい。
The enriched immature beta cell population is made by dissociating and reaggregating the cell aggregates. Preferably, the enriched immature beta cell population is dissociated and reaggregated at stage 7. Preferably, the immature beta cell population is dissociated and reaggregated on about day 25 or day 26 or day 27 or day 28 or day 29 or day 30 or later.

内分泌細胞を維持するためには複合培地が重要である。複合培地はCMRLまたはRP
MIであることが好ましい。ステージ6もしくはステージ7において、またはステージ6
およびステージ7の両方において複合培地を使用することが好ましい。CMRLにより内
分泌マーカーの発現が増加する。RPMIにより内分泌マーカーの発現が増加する。
Complex media is important for maintaining endocrine cells. Complex media is used by CMRL or RP
Preferably, the disease is MI.
It is preferable to use complex media at both stages 1 and 7. CMRL increases the expression of endocrine markers. RPMI increases the expression of endocrine markers.

ステージ7において凍結保存により未成熟ベータ細胞集団は減少しない。ステージ7に
おいて凍結保存によりCHGA+発現は低下しない。
Cryopreservation does not reduce the immature beta cell population at stage 7. Cryopreservation does not reduce CHGA+ expression at stage 7.

ステージ7細胞はNKX6.1陽性である。ステージ7細胞はC-ペプチド陽性である
。ステージ7細胞はNKX6.1およびC-ペプチド同時陽性である。ステージ7細胞は
単一ホルモン性である。ステージ7細胞は、INSおよびGCGを単独で発現する。
Stage 7 cells are NKX6.1 positive. Stage 7 cells are C-peptide positive. Stage 7 cells are NKX6.1 and C-peptide co-positive. Stage 7 cells are monohormonal. Stage 7 cells express INS and GCG alone.

ステージ7細胞の解離および再凝集はin vivoの機能に影響を及ぼさない。 Dissociation and reaggregation of stage 7 cells does not affect in vivo function.

ステージ7細胞の凍結保存はin vivoの機能に影響を及ぼさない。 Cryopreservation of stage 7 cells does not affect in vivo function.

ステージ7細胞は凍結保存することができ、それらのin vivoの機能は保持され
る。
Stage 7 cells can be cryopreserved and retain their in vivo function.

グルコース濃度を上昇させるとINS発現、GCG発現またはSST発現が増加する。
ステージ6もしくはステージ7またはその両方においてグルコース濃度を上昇させること
が好ましい。グルコース濃度が上昇するに伴ってGHRL発現が減少することが好ましい
Increasing glucose concentration increases INS expression, GCG expression or SST expression.
Preferably, glucose concentrations are elevated at stage 6 or stage 7 or both. Preferably, GHRL expression is decreased as glucose concentrations are elevated.

単一ホルモン性(INSのみ)であるin vitro未成熟ベータ細胞。 In vitro immature beta cells that are monohormonal (INS only).

NKX6.1およびPDX1を同時発現するin vitro未成熟ベータ細胞。 In vitro immature beta cells co-expressing NKX6.1 and PDX1.

単一ホルモン性(INSのみ)であり、NKX6.1およびPDX1を同時発現するi
n vitro未成熟ベータ細胞。
Monohormonal (INS only) and co-expressing NKX6.1 and PDX1
In vitro immature beta cells.

単一ホルモン性(INSのみ)であり、NKX6.1およびPDX1を同時発現し、血
中グルコースに応答してインスリンを分泌することができる細胞にin vivoで成熟
することができるin vitro未成熟ベータ細胞。
In vitro immature beta cells that are monohormonal (INS only), co-express NKX6.1 and PDX1, and can mature in vivo into cells capable of secreting insulin in response to blood glucose.

血中グルコースに応答してインスリンを分泌することができる細胞にin vivoで
成熟することができるin vitro未成熟ベータ細胞。
In vitro immature beta cells that can mature in vivo into cells capable of secreting insulin in response to blood glucose.

CHGA+、INS+およびNKX6.1+であるin vitro未成熟ベータ細胞
。全in vitro細胞集団の10%超が、CHGA+、INS+およびNKX6.1
+である未成熟ベータ細胞を含むことが好ましい。全in vitro細胞集団の50%
超が、CHGA+、INS+およびNKX6.1+である未成熟ベータ細胞を含む未成熟
ベータである。全in vitro細胞集団の80%超が、CHGA+、INS+および
NKX6.1+である未成熟ベータ細胞を含む未成熟ベータである。
In vitro immature beta cells that are CHGA+, INS+ and NKX6.1+. More than 10% of the total in vitro cell population is CHGA+, INS+ and NKX6.1
Preferably, the total in vitro cell population comprises immature beta cells that are +/- 50% of the total in vitro cell population.
Over 80% of the total in vitro cell population are immature beta, including immature beta cells that are CHGA+, INS+ and NKX6.1+. Over 80% of the total in vitro cell population are immature beta, including immature beta cells that are CHGA+, INS+ and NKX6.1+.

精製された未成熟ベータ細胞。精製された未成熟ベータ細胞先駆体。未成熟ベータ細胞
またはベータ細胞先駆体を、亜鉛センサーを使用してステージ7細胞集団から精製するこ
とが好ましい。亜鉛と結合したPy1センサーの存在に起因するかすかな蛍光がベータ細
胞に関して濃縮されることが好ましい。亜鉛と結合したPy1センサーの存在に起因する
明るい蛍光がアルファ細胞に関して濃縮されることが好ましい。亜鉛センサーを使用して
ベータ細胞を精製するための方法。亜鉛センサーを使用してアルファ細胞を精製するため
の方法。精製されたアルファ細胞。精製されたアルファ細胞先駆体。
Purified immature beta cells. Purified immature beta cell precursors. Preferably, immature beta cells or beta cell precursors are purified from the stage 7 cell population using a zinc sensor. Preferably, faint fluorescence due to the presence of the Py1 sensor bound to zinc is enriched for beta cells. Preferably, bright fluorescence due to the presence of the Py1 sensor bound to zinc is enriched for alpha cells. Method for purifying beta cells using a zinc sensor. Method for purifying alpha cells using a zinc sensor. Purified alpha cells. Purified alpha cell precursors.

INS、IAPP、PDX1、NKX6.1、PAX4、PCSK1、G6PC2、G
CK、またはSLC30A8などのベータ細胞系列のマーカーを発現する濃縮された細胞
集団。
INS, IAPP, PDX1, NKX6.1, PAX4, PCSK1, G6PC2, G
CK, or enriched cell populations expressing markers of the beta cell lineage, such as SLC30A8.

GCG、ARX、またはSLC30A8などのアルファ細胞系列のマーカーを発現する
濃縮された細胞集団。
Enriched cell populations expressing markers of the alpha cell lineage, such as GCG, ARX, or SLC30A8.

細胞の50%超がINS陽性である、濃縮された細胞集団。細胞集団は90%超のIN
S陽性細胞を有することが好ましい。好ましい実施形態では、細胞の50%~99%がI
NS陽性細胞である。
An enriched cell population in which more than 50% of the cells are INS positive. A cell population in which more than 90% of the cells are INS positive.
In a preferred embodiment, 50% to 99% of the cells are I positive.
These are NS positive cells.

in vivoでインスリンを生成させるための方法であって、a)in vitro
でCHGA+細胞の集団を得るステップと、b)CHGA+細胞を移植し、それにより、
in vivoでインスリンを生成させるステップとを含む方法。
A method for producing insulin in vivo, comprising: a) in vitro
b) obtaining a population of CHGA+ cells by transplanting the CHGA+ cells, thereby
and producing insulin in vivo.

CHGA+細胞をステージ7において解離させ、再凝集させることが好ましい。 It is preferable to dissociate and reaggregate CHGA+ cells at stage 7.

CHGA+細胞は、PDX1およびNKX6.1を発現することが好ましい CHGA+ cells preferably express PDX1 and NKX6.1

CHGA+細胞は、INSおよびNKX6.1を発現することが好ましい。 CHGA+ cells preferably express INS and NKX6.1.

CHGA+細胞をCMRLまたはRPMIで培養することが好ましい。 CHGA+ cells are preferably cultured in CMRL or RPMI.

CHGA+細胞を移植前に凍結保存し、解凍することが好ましい。 CHGA+ cells are preferably cryopreserved and thawed prior to transplantation.

CHGA+細胞を高グルコース含有培地で培養することが好ましい。 It is preferable to culture CHGA+ cells in a high glucose-containing medium.

生理的に機能的なインスリン分泌細胞をin vivoで生じさせることができるin
vitro内分泌細胞。
Physiologically functional insulin-secreting cells can be generated in vivo
Vitro endocrine cells.

生理的に機能的なインスリン分泌細胞をin vivoで生じさせることができる、i
n vitro適正に特定された未成熟ベータ細胞。
Physiologically functional insulin-secreting cells can be generated in vivo.
In vitro properly characterized immature beta cells.

適正に特定された未成熟ベータ細胞をステージ7において解離させ、再凝集させること
が好ましい。
Preferably, appropriately specified immature beta cells are dissociated at stage 7 and allowed to reaggregate.

適正に特定された未成熟ベータ細胞は、PDX1およびNKX6.1を発現することが
好ましい。
Properly specified immature beta cells preferably express PDX1 and NKX6.1.

適正に特定された未成熟ベータ細胞は、INSおよびNKX6.1を発現することが好
ましい。
Properly specified immature beta cells preferably express INS and NKX6.1.

適正に特定された未成熟ベータ細胞をCMRLまたはRPMIで培養することが好まし
い。
Appropriately specified immature beta cells are preferably cultured in CMRL or RPMI.

適正に特定された未成熟ベータ細胞を移植前に凍結保存し、解凍することが好ましい。 Preferably, appropriately identified immature beta cells are cryopreserved and thawed prior to transplantation.

適正に特定された未成熟ベータ細胞を高グルコース含有培地で培養することが好ましい
Preferably, appropriately specified immature beta cells are cultured in high glucose containing medium.

CHGA+細胞の集団を得、選別するステップを含む、濃縮された未成熟ベータ細胞集
団をin vitroで生成するための方法。CHGA+細胞の集団を得、選別するステ
ップを含む、INS、IAPP、PDX1、NKX6.1またはPAX4を発現する濃縮
された細胞集団をin vitroで生成するための方法。
A method for generating an enriched immature beta cell population in vitro, comprising the steps of obtaining and selecting a population of CHGA+ cells.A method for generating an enriched cell population in vitro that expresses INS, IAPP, PDX1, NKX6.1 or PAX4, comprising the steps of obtaining and selecting a population of CHGA+ cells.

CHGA+細胞の集団を得、選別するステップを含む、濃縮されたアルファ細胞集団を
in vitroで生成するための方法。
A method for generating an enriched alpha cell population in vitro, comprising obtaining and selecting a population of CHGA+ cells.

CHGA+細胞の集団を得、選別するステップを含む、GCGまたはARXを発現する
濃縮された細胞集団をin vitroで生成するための方法。
A method for generating an enriched cell population expressing GCG or ARX in vitro, comprising obtaining and selecting a population of CHGA+ cells.

アルファ細胞またはベータ細胞の濃縮された集団を、Py1亜鉛センサーを使用して選
別することが好ましい。
Preferably, enriched populations of alpha or beta cells are selected using a Py1 zinc sensor.

複数の実施形態では、未成熟ベータ細胞はINSおよびNKX6.1を発現し、NGN
3を実質的に発現しない。複数の実施形態では、未成熟ベータ細胞は、INS、NKX6
.1およびMAFBを発現し、NGN3を実質的に発現しない。
In some embodiments, the immature beta cells express INS and NKX6.1 and NGN.
In some embodiments, the immature beta cells do not substantially express INS, NKX6
.1 and MAFB, and does not substantially express NGN3.

脱分化し、再プログラミングされた細胞、または本明細書でiPS細胞とも呼ばれる細胞の凝集懸濁培養の写真画像である。実施例1参照。1 is a photographic image of an aggregated suspension culture of dedifferentiated, reprogrammed cells, or cells also referred to herein as iPS cells. See Example 1.

OCT4(図2A)、BRACHYURY(図2B)、CER1(図2C)、GSC(図2D)、FOXA2(図2E)、FOXA1(図2F)、HNF6(図2G)、PDX1(図2H)、PTF1A(図2I)、NKX6.1(図2J)、NGN3(図2K)およびINS(図2L)の相対的な遺伝子発現レベルを示す棒グラフである。発現レベルは、ハウスキーピング遺伝子、サイクロフィリンGおよびTATA結合タンパク質(TBP)発現の平均発現レベルに標準化される。グラフは、データセット中の最も低いデータポイントからの上方制御倍率を表す。実施例1参照。2A-2C are bar graphs showing relative gene expression levels of OCT4 (FIG. 2A), BRACHYURY (FIG. 2B), CER1 (FIG. 2C), GSC (FIG. 2D), FOXA2 (FIG. 2E), FOXA1 (FIG. 2F), HNF6 (FIG. 2G), PDX1 (FIG. 2H), PTF1A (FIG. 2I), NKX6.1 (FIG. 2J), NGN3 (FIG. 2K), and INS (FIG. 2L). Expression levels are normalized to the mean expression levels of housekeeping genes, cyclophilin G, and TATA binding protein (TBP) expression. Graphs represent fold upregulation from the lowest data point in the data set. See Example 1.

(パネルA)PDX-1、(パネルB)NKX6.1、(パネルC)PTF1Aおよび(パネルD)Dapiに特異的な抗体を使用した、ステージ4分化(PDX1陽性膵臓内胚葉細胞)からのヒトiPS細胞(G4 hIPS細胞系を使用したE2021)培養の免疫細胞化学(ICC)の顕微鏡写真である。実施例2参照。Immunocytochemistry (ICC) micrographs of human iPS cell (E2021 using G4 hIPS cell line) cultures from stage 4 differentiation (PDX1 positive pancreatic endoderm cells) using antibodies specific for (Panel A) PDX-1, (Panel B) NKX6.1, (Panel C) PTF1A and (Panel D) Dapi. See Example 2.

(パネルA)グルカゴン、(パネルB)インスリン、(パネルC)ソマトスタチンおよび(パネルD)Dapiに特異的なリガンドを使用した、ステージ5分化からのiPS細胞培養(G4 hIPS細胞系を使用したE2021)の免疫細胞化学(ICC)の写真である。実施例2参照。Photographs of immunocytochemistry (ICC) of iPS cell cultures from stage 5 differentiation (E2021 using G4 hIPS cell line) using ligands specific for (Panel A) Glucagon, (Panel B) Insulin, (Panel C) Somatostatin and (Panel D) Dapi. See Example 2.

R&D SystemsからのProteome Profiler(商標)ヒトホスホRTK抗体アレイで提供されるアレイ位置図およびアレイキーを示す図である。図5Aの位置図は、RTK抗体の座標または位置を示す。RTKファミリーおよび抗体のアイデンティティまたは名前は、図5Bのキーに記載される。したがって、現像したフィルムで観察される陽性シグナルは、図5Aのように透明画をオーバレイし、図5BのRTKの名前でオーバレイ(図5A)の上の座標を参照することによってシグナルを同定することによって、同定することができる。実施例4参照。FIG. 5 shows an array location map and array key provided with the Proteome Profiler™ Human Phospho-RTK Antibody Array from R&D Systems. The location map in FIG. 5A shows the coordinates or locations of the RTK antibodies. The RTK family and the identity or name of the antibody are listed in the key in FIG. 5B. Thus, a positive signal observed in the developed film can be identified by overlaying a transparency as in FIG. 5A and identifying the signal by referencing the coordinates on the overlay (FIG. 5A) with the name of the RTK in FIG. 5B. See Example 4.

4つの異なる条件(実施例5に記載されるパネルA、B、CおよびD)下のiPS細胞導出膵臓内胚葉細胞(PEC)のRTKアレイ分析を示す図である。特定のRTKのチロシンリン酸化が、高強度から低強度のシグナルの同定によって観察される。IGF 1R/IRおよびERBB(EGFR)ファミリーメンバーが同定されるか、四角で囲まれる。実施例5参照。Figure 1 shows RTK array analysis of iPS cell-derived pancreatic endoderm cells (PEC) under four different conditions (Panels A, B, C and D as described in Example 5). Tyrosine phosphorylation of specific RTKs is observed by identification of high to low intensity signals. IGF 1R/IR and ERBB (EGFR) family members are identified or boxed. See Example 5.

実験E2314、E2356およびE2380(図7A)、E2347(図7B)ならびにE2354(図7C)の移植されたマウスの血清中のヒトCペプチドおよびインスリンの濃度を示すグラフである。図7A:in vitroでのヘレグリンによるPDX1発現細胞の処置は、in vivoで移植および成熟後のグルコース刺激インスリン分泌を向上させる。図7B:マウス糖尿病モデルのSTZ誘導より3週前の、移植後23週のグルコース刺激Cペプチドレベル。空腹時、ならびに腹腔内グルコース投与の30分および60分後に、PECを移植したマウスを示された移植後時点においてヒトCペプチドの血清レベルについて分析した。図7Cでは、細胞封入デバイス(Encaptra(登録商標)EN20またはEN20、ViaCyte、San Diego、CA)でPECを封入し、一部の場合には、デバイスは微穿孔を有した(pEN20、ViaCyte、San Diego、CA)。そのようなデバイスは、米国特許第8,278、106号に記載されている。実施例7参照。Graphs showing human C-peptide and insulin concentrations in serum of transplanted mice from experiments E2314, E2356 and E2380 (FIG. 7A), E2347 (FIG. 7B) and E2354 (FIG. 7C). FIG. 7A: Treatment of PDX1-expressing cells with heregulin in vitro improves glucose-stimulated insulin secretion after transplantation and maturation in vivo. FIG. 7B: Glucose-stimulated C-peptide levels 23 weeks post-transplant, 3 weeks prior to STZ induction in a mouse diabetes model. Mice transplanted with PECs were analyzed for serum levels of human C-peptide at the indicated post-transplant time points, fasting, and 30 and 60 minutes after intraperitoneal glucose administration. In Figure 7C, PECs were encapsulated with a cell encapsulation device (Encaptra® EN20 or EN20, ViaCyte, San Diego, Calif.), and in some cases the device had microperforations (pEN20, ViaCyte, San Diego, Calif.). Such devices are described in U.S. Patent No. 8,278,106. See Example 7.

実験#2347のSTZ処置マウスの血中グルコース分析の結果を示すグラフである。移植されたiPECから導出されたグルコース応答性インスリン分泌ベータ細胞がSTZ誘導糖尿病モデルにおいて血中グルコースを制御することを示す。図8A:13匹の各マウスの血中グルコースを示す(ヘレグリンの有る無しによるベースライン)。図8Bは、各処置の合わせた平均測定値を示す(ヘレグリンの有る無しによるベースライン)。STZによる処置(0日目)の最大で14日前までにiPEC移植片を移植した13匹のマウスについて、および同じマウスについてSTZ処置の後、および移植片を外植した後の、ランダムな非絶食血中グルコースレベルの測定値を示す。STZ処置動物は、移植片の移植から約26週後にSTZを与えられた(0日目)。移植片移植から28週後、STZ処置の開始からおよそ2週後に、iPEC移植片を外植した(取り出した)。各動物につき、非絶食血中グルコース測定値を経時的に収集した。実施例7参照。8A-8C are graphs showing the results of blood glucose analysis of STZ-treated mice from experiment #2347. Glucose-responsive insulin-secreting beta cells derived from transplanted iPECs control blood glucose in an STZ-induced diabetes model. FIG. 8A: Blood glucose for each of the 13 mice (baseline with and without Heregulin). FIG. 8B shows the combined average measurements for each treatment (baseline with and without Heregulin). Random non-fasting blood glucose level measurements are shown for 13 mice that received iPEC grafts up to 14 days prior to treatment with STZ (day 0), and for the same mice after STZ treatment and after explantation of the grafts. STZ-treated animals received STZ approximately 26 weeks after implantation of the graft (day 0). iPEC grafts were explanted (removed) 28 weeks after implantation of the graft, approximately 2 weeks after the start of STZ treatment. Non-fasting blood glucose measurements were collected over time for each animal. See Example 7.

PDX1(図9A)、NKX6.1(図9B)、PTF1A(図9C)、NKX2.2(図9D)およびNGN3(図9E)の相対的な遺伝子発現レベルを示す棒グラフである。実施例8参照。9A-9E are bar graphs showing relative gene expression levels of PDX1 (FIG. 9A), NKX6.1 (FIG. 9B), PTF1A (FIG. 9C), NKX2.2 (FIG. 9D), and NGN3 (FIG. 9E). See Example 8.

PDX1陰性前腸内胚葉細胞(ステージ2)が50ng/mLのアクチビンAの添加によってPDX1陽性前腸内胚葉(ステージ3)に分化した、凝集懸濁培養の写真画像である。実施例8参照。13 is a photographic image of an aggregated suspension culture in which PDX1-negative foregut endoderm cells (stage 2) were differentiated into PDX1-positive foregut endoderm (stage 3) by the addition of 50 ng/mL activin A. See Example 8.

ステージ3で5ng/mL(ACT5)もしくは10ng/mL(ACT10)のアクチビンA;またはステージ3および4で5ng/mLのアクチビン(ACT5)を使用した、ステージ3(8日目、上パネル)およびステージ4(12日目、下パネル)の終わりの凝集懸濁培養の写真画像である。実施例8参照。13A-13C are photographic images of aggregate suspension cultures at the end of stage 3 (day 8, top panel) and stage 4 (day 12, bottom panel) using 5 ng/mL (ACT5) or 10 ng/mL (ACT10) activin A at stage 3; or 5 ng/mL activin (ACT5) at stages 3 and 4. See Example 8.

ステージ4の間(A~E、上パネル)、またはステージ4の終わり(A~E、下パネル)の凝集懸濁培養の写真画像である。上パネルは、10ng/mLのアクチビンAおよび2ng/mLのヘレグリン(ACT10 HGN2)、または20ng/mLのアクチビンAおよび2ng/mLのヘレグリン(ACT20 HGN2)、または20ng/mLのアクチビンAおよび10ng/mLのヘレグリン(ACT20 HGN10)、または10ng/mLのアクチビンA、2ng/mLのヘレグリンおよび50ng/mLのWNT(ACT10 HGN2 WNT50)がステージ3で加えられたことを示す。下パネルは、25ng/mLのアクチビンA(ACT25)、50ng/mLのアクチビンA(ACT50)、75ng/mLのアクチビンA(ACT75)または100ng/mLのアクチビンA(ACT100)がステージ3で加えられたことを示す。全ての状態は、ステージ4で低いアクチビンおよびヘレグリンを受けた。実施例9参照。Photographic images of aggregated suspension cultures during (A-E, top panels) or at the end of stage 4 (A-E, bottom panels). Top panels show that 10 ng/mL activin A and 2 ng/mL heregulin (ACT10 HGN2), or 20 ng/mL activin A and 2 ng/mL heregulin (ACT20 HGN2), or 20 ng/mL activin A and 10 ng/mL heregulin (ACT20 HGN10), or 10 ng/mL activin A, 2 ng/mL heregulin and 50 ng/mL WNT (ACT10 HGN2 WNT50) were added at stage 3. The bottom panel shows that 25 ng/mL activin A (ACT25), 50 ng/mL activin A (ACT50), 75 ng/mL activin A (ACT75) or 100 ng/mL activin A (ACT100) were added at stage 3. All conditions received low activin and heregulin at stage 4. See Example 9.

実施例9に記載される通り、アクチビン、ヘレグリンおよびWNT(AHW)がステージ3で加えられ、ステージ4でアクチビンおよびヘレグリン(AH)が加えられたときのNGN3(図13A)、NKX2.2(図13B)およびNKX6.1(図13C)の相対的な遺伝子発現レベルを示す棒グラフである。13A-C are bar graphs showing relative gene expression levels of NGN3 (FIG. 13A), NKX2.2 (FIG. 13B), and NKX6.1 (FIG. 13C) when activin, heregulin and WNT (AHW) were added at stage 3, and activin and heregulin (AH) were added at stage 4, as described in Example 9.

実施例10に記載される通り、アクチビン、ヘレグリンおよびWNT(AHW)がステージ3で加えられ、ステージ4でアクチビンおよびヘレグリン(AH)が加えられたときのNKX6.1(図14A)およびNGN3(図14B)の相対的な遺伝子発現レベルを示す棒グラフである。14A and 14B are bar graphs showing the relative gene expression levels of NKX6.1 (FIG. 14A) and NGN3 (FIG. 14B) when activin, heregulin and WNT (AHW) were added at stage 3, and activin and heregulin (AH) were added at stage 4, as described in Example 10.

封入されたPEC(対照)および封入された改変PEC(ステージ3でアクチビン、ヘレグリンおよびWNT(AHW)を使用し、ステージ4でアクチビンおよびヘレグリン(AH)を使用して生成された)を移植したマウスの血清中のヒトCペプチドの濃度を示すグラフである。移植から11週後に、空腹時、腹腔内グルコース投与から30分後、および60分後に発現レベルを分析した。実施例10参照。1 is a graph showing the concentration of human C-peptide in serum of mice implanted with encapsulated PEC (control) and encapsulated modified PEC (generated with activin, heregulin and WNT (AHW) at stage 3 and activin and heregulin (AH) at stage 4). Expression levels were analyzed 11 weeks after implantation at fasting, 30 minutes, and 60 minutes after intraperitoneal glucose challenge. See Example 10.

封入されたPEC(対照)および封入された改変PEC(ステージ3でアクチビン、ヘレグリンおよびWNT(AHW)を使用し、ステージ4でアクチビンおよびヘレグリン(AH)を加えて生成された)を移植したマウスの血清中のヒトCペプチドの濃度を示すグラフである。移植から14週後に、空腹時、腹腔内グルコース投与から30分後、および60分後に発現レベルを分析した。実施例10参照。1 is a graph showing the concentration of human C-peptide in serum of mice implanted with encapsulated PEC (control) and encapsulated modified PEC (generated with activin, heregulin and WNT (AHW) at stage 3 and activin and heregulin (AH) at stage 4). Expression levels were analyzed 14 weeks after implantation at fasting, 30 minutes, and 60 minutes after intraperitoneal glucose challenge. See Example 10.

実施例11に記載の通り、ステージ5でのガンマセクレターゼ阻害剤による処置から13、15および17日目の、Neurogenin3の相対的な遺伝子発現レベルを示す棒グラフである。1 is a bar graph showing relative gene expression levels of Neurogenin3 at days 13, 15, and 17 after treatment with a gamma secretase inhibitor at stage 5, as described in Example 11.

ステージ1~5については表17による分化の後の、PDX1(図18A)、NKX6.1(図18B)、SOX9(図18C)およびPTF1A(図18D)の相対的な遺伝子発現レベルを示す棒グラフであり、ステージ6および7については、実施例12に記載の通り、基礎DMEM媒体に加えてFBS、マトリゲルおよびrhoキナーゼ阻害剤だけを使用した。18A-D are bar graphs showing relative gene expression levels of PDX1 (FIG. 18A), NKX6.1 (FIG. 18B), SOX9 (FIG. 18C), and PTF1A (FIG. 18D) following differentiation according to Table 17 for stages 1-5, and for stages 6 and 7, only basal DMEM media plus FBS, matrigel, and rho kinase inhibitor were used as described in Example 12.

実施例12に記載の通り、および図18と同じ分化条件下での、INS(図19A)、GCG(図19B)、GHRL(図19C)およびSST(図19D)の相対的な遺伝子発現レベルを示す棒グラフである。19A-D are bar graphs showing the relative gene expression levels of INS (FIG. 19A), GCG (FIG. 19B), GHRL (FIG. 19C) and SST (FIG. 19D) under the same differentiation conditions as described in Example 12 and as in FIG. 18.

実施例12に記載の通りに作製された、封入された内分泌物を移植したマウスの血清中のヒトCペプチドの濃度を示すグラフである(E2395、Rag2、10週 GSIS)。移植から10週後に、空腹時、および腹腔内グルコース投与から60分後に発現レベルを分析した。実施例12参照。1 is a graph showing the concentration of human C-peptide in the serum of mice implanted with encapsulated endocrine tissue prepared as described in Example 12 (E2395, Rag2, 10 week GSIS). Expression levels were analyzed 10 weeks after implantation, during fasting and 60 minutes after intraperitoneal glucose administration. See Example 12.

実施例12に記載の通りに作製された、封入された内分泌物を移植したマウスの血清中のヒトCペプチドの濃度を示すグラフである(E2395、Rag2、15週 GSIS)。移植から15週後に、空腹時、および腹腔内グルコース投与から60分後に発現レベルを分析した。実施例12参照。1 is a graph showing the concentration of human C-peptide in the serum of mice implanted with encapsulated endocrine tissue prepared as described in Example 12 (E2395, Rag2, 15 week GSIS). Expression levels were analyzed 15 weeks after implantation, during fasting and 60 minutes after intraperitoneal glucose administration. See Example 12.

実施例12に記載の通り、in vivoで分化、成熟した内分泌細胞凝集体を示す顕微鏡写真である。細胞の視野は、DAPI(図22A)またはNKX6.1に対する抗体(図22Bと図22C、核染色法)およびクロモグラニンA(図22Bと図22D、細胞質)で染色する。全ての画像で同じ視野を示している。実施例12参照。22A-D are photomicrographs showing endocrine cell aggregates differentiated and matured in vivo as described in Example 12. Fields of cells are stained with DAPI (FIG. 22A) or antibodies against NKX6.1 (FIGS. 22B and 22C, nuclear staining) and chromogranin A (FIGS. 22B and 22D, cytoplasm). All images show the same field. See Example 12.

実施例12に記載の通り、内分泌細胞凝集体を示す顕微鏡写真である。図23Aは、INS(細胞質)およびNKX6.1(核)について染色した細胞の視野を示す。図23Bは、INS(細胞質)およびPDX1(核)について染色した細胞の同じ視野を示す。図23Cは、DAPIで染色した細胞の同じ視野を示す。実施例12参照。23A-C are photomicrographs showing endocrine cell aggregates as described in Example 12. Figure 23A shows a field of cells stained for INS (cytoplasm) and NKX6.1 (nucleus). Figure 23B shows the same field of cells stained for INS (cytoplasm) and PDX1 (nucleus). Figure 23C shows the same field of cells stained with DAPI. See Example 12.

実施例13に記載される分化条件下のINS(図24A)、PDX1(図24B)、NKX6.1(図24C)およびID1(図24D)の相対的な遺伝子発現レベルのNanostring mRNAデータを示す棒グラフである。24A-D are bar graphs showing Nanostring mRNA data of relative gene expression levels of INS (FIG. 24A), PDX1 (FIG. 24B), NKX6.1 (FIG. 24C) and ID1 (FIG. 24D) under differentiation conditions described in Example 13.

実施例13に記載の通り、内分泌細胞凝集体を示す顕微鏡写真である。図25AはTTおよびBMPを加えない対照であり、図25Bはステージ7でのTTの添加を示し、図25Cはステージ7でのBMPの添加を示す。図25A~Cは、Cペプチド(細胞質)およびPDX1(核)についての染色を示す。25A-C are photomicrographs showing endocrine cell aggregates as described in Example 13. Figure 25A is a control with no TT or BMP added, Figure 25B shows the addition of TT at stage 7, and Figure 25C shows the addition of BMP at stage 7. Figures 25A-C show staining for C-peptide (cytoplasmic) and PDX1 (nuclear).

実施例13に記載の通り、内分泌細胞凝集体を示す顕微鏡写真である。図26Aはステージ6および7においてTTおよびBMPで処置し、図26Bはステージ7でのTTおよびBMPの添加を示す。図26Aおよび26Bは、Cペプチド(細胞質)およびPDX1(核)についての染色を示す。26A and 26B are photomicrographs showing endocrine cell aggregates as described in Example 13. Figure 26A shows treatment with TT and BMP at stages 6 and 7, and Figure 26B shows addition of TT and BMP at stage 7. Figures 26A and 26B show staining for C-peptide (cytoplasmic) and PDX1 (nuclear).

実施例13に記載の通り内分泌細胞凝集体を示す顕微鏡写真であり、図25と同じ視野を表す。図27AはTTおよびBMPを加えない対照であり、図27Bはステージ7でのTTの添加を示し、図27Cはステージ7でのBMPの添加を示す。図27A~Cは、Cペプチド(細胞質)およびNKX6.1(核)についての染色を示す。27A-C show photomicrographs showing endocrine cell aggregates as described in Example 13, representing the same fields as in FIG. 25. FIG. 27A is a control with no TT or BMP added, FIG. 27B shows the addition of TT at stage 7, and FIG. 27C shows the addition of BMP at stage 7. FIG. 27A-C show staining for C-peptide (cytoplasmic) and NKX6.1 (nuclear).

実施例13に記載の通り内分泌細胞凝集体を示す顕微鏡写真であり、図26と同じ視野を表す。図28Aはステージ6および7においてTTおよびBMPで処置し、図28Bはステージ7でのTTおよびBMPの添加を示す。図28Aおよび28Bは、Cペプチド(細胞質)およびNKX6.1(核)についての染色を示す。28A-28B are photomicrographs showing endocrine cell aggregates as described in Example 13, representing the same fields as in FIG 26. FIG 28A shows treatment with TT and BMP at stages 6 and 7, and FIG 28B shows addition of TT and BMP at stage 7. FIG 28A and 28B show staining for C-peptide (cytoplasmic) and NKX6.1 (nuclear).

実施例13に記載の通りステージ6においてニコチンアミドで処置し(右棒;d21gi-d13~d15)、またはニコチンアミド処置なしで(左棒;d21gi-d13~d15+NICd15)、21日目に分析した、内分泌凝集体の相対的な遺伝子発現レベルを示す棒グラフである。FIG. 13 is a bar graph showing relative gene expression levels of endocrine aggregates treated with nicotinamide (right bar; d21gi-d13-d15) or without nicotinamide treatment (left bar; d21gi-d13-d15+NICd15) at stage 6 as described in Example 13 and analyzed on day 21.

実施例14に記載の通り、ステージ7の初めに解離および再凝集を行い、その後、FBS単独、FBS(パネルA)および0.05%マトリゲル(MG;パネルB)の両方、FBSおよび10μΜ Y-27632(Y;パネルC)の両方、またはFBS、0.05%マトリゲル(MG)および10μΜ Y-27632(Y;パネルD)の3つ全てを添加した、内分泌細胞凝集懸濁培養の写真画像(21、22および23日目)を示す。1 shows photographic images (days 21, 22, and 23) of endocrine cell aggregate suspension cultures that were dissociated and reaggregated beginning at stage 7 as described in Example 14, followed by addition of FBS alone, both FBS (panel A) and 0.05% Matrigel (MG; panel B), both FBS and 10 μM Y-27632 (Y; panel C), or all three: FBS, 0.05% Matrigel (MG), and 10 μM Y-27632 (Y; panel D).

1、2および3日の間、ノギンの有る無しでの分化状態を比較した、NKX6.1(図31A)、NKX2.2(図31B)、PDX1(図31C)およびINS(図31D)の相対的な遺伝子発現レベルを示す棒グラフである。実施例15参照。31A-31D are bar graphs showing relative gene expression levels of NKX6.1 (FIG. 31A), NKX2.2 (FIG. 31B), PDX1 (FIG. 31C) and INS (FIG. 31D) comparing differentiation states with and without Noggin for days 1, 2 and 3. See Example 15.

示された因子が及ぼす遺伝子発現への影響を記載する、INSおよびGCG(図32A)、GHRLおよびSST(図32B)ならびにPDX1およびID1(図32C)の相対的な遺伝子発現レベルのNanostring mRNAデータを示す棒グラフである。実施例16参照。32A-32C are bar graphs showing Nanostring mRNA data of relative gene expression levels of INS and GCG (FIG. 32A), GHRL and SST (FIG. 32B), and PDX1 and ID1 (FIG. 32C), depicting the effect of the indicated factors on gene expression. See Example 16.

非再凝集培養と比較した再凝集培養での内分泌(CHGA+)亜集団および非内分泌(CHGA-)亜集団を記載した、PDX1、NKX6.1、PTF1A、SOX9(図33A);INS、GCG、PPY、GHRL(図33B)およびPCSK1、GCK、SLC30A8、G6PC2(図33C)の相対的な遺伝子発現レベルのNanostring mRNAデータを示す棒グラフである。実施例17参照。33A-33C are bar graphs showing Nanostring mRNA data of relative gene expression levels for PDX1, NKX6.1, PTF1A, SOX9 (FIG. 33A); INS, GCG, PPY, GHRL (FIG. 33B), and PCSK1, GCK, SLC30A8, G6PC2 (FIG. 33C), describing endocrine (CHGA+) and non-endocrine (CHGA-) subpopulations in reaggregated cultures compared to non-reaggregated cultures. See Example 17.

同様に分化させたが再凝集させなかった細胞(対照試料)と比較して、実施例18に記載の通りステージ7の開始時に解離および再凝集によって内分泌(CHGA+)細胞型を濃縮させて作製した封入内分泌細胞(re-agg試料)を移植したマウスの血清中のヒトCペプチドの濃度を示すグラフである。移植から21週後に、空腹時、腹腔内グルコース投与から30分後、および60分後に発現レベルを分析した。実施例18参照。FIG. 13 is a graph showing the concentration of human C-peptide in the serum of mice transplanted with encapsulated endocrine cells (re-agg sample) generated by dissociation and reaggregation at the onset of stage 7 enriched for endocrine (CHGA+) cell types as described in Example 18, compared to similarly differentiated but non-reaggregated cells (control sample). Expression levels were analyzed 21 weeks after transplantation, fasting, 30 minutes, and 60 minutes after intraperitoneal glucose challenge. See Example 18.

ステージ7の間のDMEMおよびCMRLベースの培地の影響を記載する、CHGA、INS、GCG、GHRL、PPY、SST(図35A);GCK、G6CP2、UCN3、PCSK1(図35B);HNF1a、HNF4A、SLC30A8、CADH1(図35C)の相対的な遺伝子発現レベルのNanostring mRNAデータを示す棒グラフである。実施例19参照。35A-C are bar graphs showing Nanostring mRNA data of relative gene expression levels of CHGA, INS, GCG, GHRL, PPY, SST (FIG. 35A); GCK, G6CP2, UCN3, PCSK1 (FIG. 35B); HNF1a, HNF4A, SLC30A8, CADH1 (FIG. 35C), illustrating the influence of DMEM and CMRL based media during stage 7. See Example 19.

実施例20に記載の通り、ステージ7の内分泌細胞凝集体を示す顕微鏡写真である。凝集体は、ステージ7で再凝集していない。図36Aおよび図36Bの同じ視野を、それぞれINS(細胞質)およびGCG(細胞質)について染色し;図36Cは、NKX6.1(核)およびCペプチド(細胞質)について染色している。36A and 36B are photomicrographs showing endocrine cell aggregates at stage 7 as described in Example 20. The aggregates have not reaggregated at stage 7. The same fields in Fig. 36A and Fig. 36B are stained for INS (cytoplasmic) and GCG (cytoplasmic), respectively; Fig. 36C is stained for NKX6.1 (nuclear) and C-peptide (cytoplasmic).

実施例20に記載の通り、ステージ7の内分泌細胞凝集体を示す顕微鏡写真である。凝集体は、ステージ7で再凝集している。図37Aおよび図37Bの同じ視野を、それぞれINS(細胞質)およびGCG(細胞質)について染色し;図37Cは、NKX6.1(核)およびCペプチド(細胞質)について染色している。37A and 37B are photomicrographs showing endocrine cell aggregates at stage 7 as described in Example 20. The aggregates have reaggregated at stage 7. The same fields in Fig. 37A and Fig. 37B are stained for INS (cytoplasmic) and GCG (cytoplasmic), respectively; Fig. 37C is stained for NKX6.1 (nuclear) and C-peptide (cytoplasmic).

ステージ7の開始時に細胞培養を冷凍(低温保存)および解凍し(F/T)、解離、再凝集させなかったか(左側)、または、それらを冷凍せず(新鮮)、解離、再凝集させて(右側)、実施例20に記載の通りに作製した、封入された内分泌細胞を移植したマウスの血清中のヒトCペプチドの濃度を示すグラフである。移植から12週後に、空腹時、腹腔内グルコース投与から30分後および60分後に発現レベルを分析した。実施例21参照。Graph showing human C-peptide concentration in serum of mice implanted with encapsulated endocrine cells produced as described in Example 20, where the cell cultures were frozen (cryopreserved) and thawed (F/T) at the beginning of stage 7 and not dissociated and reaggregated (left side), or they were not frozen (fresh), dissociated and reaggregated (right side). Expression levels were analyzed 12 weeks after implantation, fasting, 30 minutes and 60 minutes after intraperitoneal glucose challenge. See Example 21.

内分泌ホルモン発現に及ぼすステージ6の間の外因性高グルコースの影響を記載する、INS、GCG(図39A)およびSST、GHRL(図39B)の相対的な遺伝子発現レベルのNanostring mRNAデータを示す棒グラフである。実施例21参照。39A-B are bar graphs showing Nanostring mRNA data of relative gene expression levels of INS, GCG (FIG. 39A) and SST, GHRL (FIG. 39B) describing the effect of exogenous high glucose during stage 6 on endocrine hormone expression. See Example 21.

実施例21に記載の通り、ステージ7の間に外因性高グルコースを伴うステージ7の内分泌細胞凝集体を示す顕微鏡写真である。図40AはINS(細胞質)についての染色を示し、図40BはGCG(細胞質)についての染色を示す。40A-40B are photomicrographs showing stage 7 endocrine cell aggregates with exogenous high glucose during stage 7 as described in Example 21. Figure 40A shows staining for INS (cytoplasmic) and Figure 40B shows staining for GCG (cytoplasmic).

先ず亜鉛結合剤であるPy1で処置し、蛍光で選別した、ステージ7からの未熟内分泌ベータ細胞の濃縮を示すフローサイトメトリーグラフである。実施例24参照。FIG. 13 is a flow cytometry graph showing enrichment of immature endocrine beta cells from stage 7 by first treating with the zinc-binding agent Py1 and then sorting by fluorescence. See Example 24.

亜鉛選別から濃縮された細胞を特徴付け、同定する、INS、GCG、GHRL、IAPP、SSTおよびSST(図42A);PAX4、PDX1、ARX、NKX6.1(図42B);ならびにPCSK1、GCK、G6PC2およびSLC30A8(図42C)の相対的な遺伝子発現レベルのNanostring mRNAデータを示す棒グラフである。実施例24参照。42A-C are bar graphs showing Nanostring mRNA data of relative gene expression levels of INS, GCG, GHRL, IAPP, SST and SST (FIG. 42A); PAX4, PDX1, ARX, NKX6.1 (FIG. 42B); and PCSK1, GCK, G6PC2 and SLC30A8 (FIG. 42C), characterizing and identifying cells enriched from zinc sorting. See Example 24.

in vitroでの膵臓内胚葉細胞(PEC)の生成ならびにin vivoでのインスリン分泌ベータ細胞への発達および成熟のためのステージ1~4の概略図である。図は、PECの2つの主な亜集団、内分泌(CHGA+)および非内分泌(CHGA-)細胞も表す。胚性幹細胞(ESC)、内胚葉系中胚葉(ME)、胚体内胚葉(DE)、前腸(FG)、後部前腸(pFG)、および膵臓上皮または膵臓内胚葉(PE)。Schematic diagram of stages 1-4 for the generation of pancreatic endoderm cells (PEC) in vitro and their development and maturation into insulin-secreting beta cells in vivo. The diagram also depicts the two main subpopulations of PEC, endocrine (CHGA+) and non-endocrine (CHGA-) cells. Embryonic stem cells (ESC), mesoendoderm (ME), definitive endoderm (DE), foregut (FG), posterior foregut (pFG), and pancreatic epithelium or pancreatic endoderm (PE).

in vitroでの内分泌細胞の生成のためのステージ1~7の概略図である。図は、高レベルのアクチビン(ステージ3)と続く低レベルのアクチビンおよびWNTの除去(ステージ4)が、NGN3の発現を抑制または阻害することも表し、それは、ガンマセクレターゼ阻害剤の添加によって後にステージ5の間に発現させられる。胚性幹細胞(ESC)、内胚葉系中胚葉(ME)、胚体内胚葉(DE)、前腸(FG)、後部前腸(pFG)、および膵臓上皮または膵臓内胚葉(PE)。Schematic diagram of stages 1-7 for the generation of endocrine cells in vitro. The diagram also depicts that high levels of Activin (stage 3) followed by low levels of Activin and removal of WNT (stage 4) suppresses or inhibits expression of NGN3, which is later expressed during stage 5 by addition of a gamma secretase inhibitor. Embryonic stem cells (ESC), mesoendoderm (ME), definitive endoderm (DE), foregut (FG), posterior foregut (pFG), and pancreatic epithelium or pancreatic endoderm (PE).

in vitroでの内分泌細胞の生成のためのステージ1~7の概略図である。図は、ステージ、成長因子、細胞型および各細胞型:胚性幹細胞(ESC)、内胚葉系中胚葉(ME)、胚体内胚葉(DE)、前腸(FG)、後部前腸(pFG)、膵臓上皮または膵臓内胚葉(PE)、プレベータ細胞(プレ-B;または未熟ベータ細胞)、およびベータ細胞(β細胞)のシグネチャーマーカーも示す。Schematic diagram of stages 1-7 for the generation of endocrine cells in vitro. The diagram also shows the stage, growth factors, cell type, and signature markers for each cell type: embryonic stem cell (ESC), mesoendoderm (ME), definitive endoderm (DE), foregut (FG), posterior foregut (pFG), pancreatic epithelium or pancreatic endoderm (PE), pre-beta cells (pre-B; or immature beta cells), and beta cells (β cells).

(詳細な説明)
本発明は、本明細書に含まれる本発明の好ましい実施形態および実施例の以下の発明の
詳細な説明を参照することによって容易に理解することができる。しかし、本化合物、組
成物、および方法の開示および記載の前に、本発明は、特定の細胞型、特定のフィーダー
細胞層、特定の条件、または特定の方法などに限定されず、それ自体変動し得ることが理
解されるべきである。多数の改変および変形が当業者には明らかになるであろう。本明細
書において使用される用語法は、単に特定の実施形態を記載するためのものであり、限定
的なものではないことも理解されるべきである。特許および非特許刊行物参考文献は全て
、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。
Detailed Description
The present invention can be easily understood by referring to the following detailed description of the preferred embodiment and examples of the present invention contained herein.However, before the disclosure and description of the present compounds, compositions and methods, it should be understood that the present invention is not limited to specific cell types, specific feeder cell layers, specific conditions, or specific methods, etc., and can vary as such.Many modifications and variations will be apparent to those skilled in the art.It should also be understood that the terminology used herein is merely for describing specific embodiments, and is not limiting.All patent and non-patent publication references are incorporated herein in their entirety by reference.

多能性幹細胞から導出された種々の細胞組成物は本明細書に記載されており、また、出
願人の米国特許出願第10/486,408号、表題METHODS FOR CULT
URE OF HESC ON FEEDER CELLS、2002年8月6日出願;
同第11/021,618号、表題DEFINITIVE ENDODERM、2004
年12月23日出願;同第11/115,868号、表題PDX1 EXPRESSIN
G ENDODERM、2005年4月26日出願;同第11/165,305号、表題
METHODS FOR IDENTIFYING FACTORS FOR DIFF
ERENTIATING DEFINITIVE ENDODERM、2005年6月2
3日出願;同第11/573,662号、表題METHODS FOR INCREAS
ING DEFINITIVE ENDODERM DIFFERENTIATION
OF PLURIPOTENT HUMAN EMBRYONIC STEM CELL
S WITH PI-3 KINASE INHIBITORS、2005年8月15日
出願;同第12/729,084号、表題PDX1 -EXPRESSING DORS
AL AND VENTRAL FOREGUT ENDODERM、2005年10月
27日出願;同第12/093,590号、表題MARKERS OF DEFINIT
IVE ENDODERM、2005年11月14日出願;同第11/993,399号
、表題EMBRYONIC STEM CELL CULTURE COMPOSITI
ONS AND METHODS OF USE THEREOF、2006年6月20
日出願;同第11/588,693号、表題PDX1 -EXPRESSING DOR
SAL AND VENTRAL FOREGUT ENDODERM、2006年10
月27日出願;同第11/681,687号、表題ENDOCRINE PROGENI
TOR/PRECURSOR CELLS、PANCREATIC HORMONE-E
XPRESSING CELLS AND METHODS OF PRODUCTIO
N、2007年3月2日出願;同第11/807,223号、表題METHODS FO
R CULTURE AND PRODUCTION OF SINGLE CELL
POPULATIONS OF HESC、2007年5月24日出願;同第11/77
3,944号、表題METHODS OF PRODUCING PANCREATIC
HORMONES、2007年7月5日出願;11/860,494、表題METHO
DS FOR INCREASING DEFINITIVE ENDODERM PR
ODUCTION、2007年9月24日出願;同第12/099,759号、表題ME
THODS OF PRODUCING PANCREATIC HORMONES、2
008年4月8日出願;同第12/107,020号、表題METHODS FOR P
URIFYING ENDODERM AND PANCREATIC ENDODER
M CELLS DERIVED FORM HUMAN EMBRYONIC STE
M CELLS、2008年4月21日出願;同第12/618,659号、表題ENC
APSULATION OF PANCREATIC LINEAGE CELLS D
ERIVED FROM HUMAN PLURIPOTENT STEM CELLS
、2009年11月13日出願;同第12/765,714号および同第13/761,
078号、どちらも表題CELL COMPOSITIONS FROM DEDIFF
ERENTIATED REPROGRAMMED CELLS、2010年4月22日
および2013年2月6日出願;同第11/838,054号、表題COMPOSITI
ONS AND METHODS USEFUL FOR CULTURING DIF
FERENTIABLE CELLS、2007年8月13日出願;同第12/264,
760号、表題STEM CELL AGGREGATE SUSPENSION CO
MPOSITIONS AND METHODS OF DIFFERENTIATIO
N THEREOF、2008年11月4日出願;同第13/259,15号、表題SM
ALL MOLECULES SUPPORTING PLURIPOTENT CEL
L GROWTH、2010年4月27日出願;PCT/US11/25628、表題L
OADING SYSTEM FOR AN ENCAPSULATION DEVIC
E、2011年2月21日出願;同第13/992,931号、表題AGENTS AN
D METHODS FOR INHIBITING PLURIPOTENT STE
M CELLS、2010年12月28日出願;および米国意匠出願第29/408,3
66号、2011年12月12日出願;同第29/408,368号、2011年12月
12日出願;同第29/423,365号、2012年5月31日出願;および同第29
/447,944号、2013年3月13日出願;および米国特許仮出願第61/774
,443号、表題SEMIPERMEABLE MACRO IMPLANTABLE
CELLULAR ENCAPSULATION DEVICES、2013年11月7
日出願;同第61/775,480号、表題CRYOPRESERVATION、HIB
ERNATION AND ROOM TEMPERATURE STORAGE OF
ENCAPSULATED PANCREATIC ENDODERM CELL A
GGREGATES、2013年3月8日出願;および61/781,005、表題IN
VITRO DIFFERENTIATION OF PLURIPOTENT ST
EM CELLS TO PANCREATIC ENDODERM CELLS(PE
C)AND ENDOCRINE CELLS、2013年3月14日出願において見る
ことができる。
Various cell compositions derived from pluripotent stem cells are described herein and in Applicant's U.S. patent application Ser. No. 10/486,408, entitled METHODS FOR CULTURAL ENZYMES AND METHODS FOR TRANSFORMATION OF SUCCESSFUL HUMAN CARBOHYDRATES.
URE OF HESC ON FEEDER CELLS, filed August 6, 2002;
No. 11/021,618, entitled DEFINITIVE ENDODERM, 2004
No. 11/115,868, filed Dec. 23, 2003, entitled PDX1 EXPRESSION
G ENDODERM, filed April 26, 2005; Ser. No. 11/165,305, entitled METHODS FOR IDENTIFYING FACTORS FOR DIFFERENTIAL APPLICATIONS
ERENTIATING DEFINITIVE ENDODERM, June 2005
No. 11/573,662, filed on the 3rd, entitled METHODS FOR INCREAS
ING DEFINITIVE ENDODERM DIFFERENTIATION
OF PLURIPOTENT HUMAN EMBRYONIC STEM CELL
No. 12/729,084, entitled PDX1-EXPRESSING DORS, filed Aug. 15, 2005;
AL AND VENTRAL FOREGUT ENDODERM, filed October 27, 2005; Ser. No. 12/093,590, entitled MARKERS OF DEFINIT
IVE ENDODERM, filed on November 14, 2005; Ser. No. 11/993,399, entitled EMBRYONIC STEM CELL CULTURE COMPOSITIVE
ONS AND METHODS OF USE THEREOF, June 20, 2006
Application No. 11/588,693, entitled PDX1-EXPRESSING DOR
SAL AND VENTRAL FOREGUT ENDODERM, October 2006
Filed on the 27th of the month; No. 11/681,687, entitled ENDOCRINE PROGENI
TOR/PRECURSOR CELLS, PANCREATIC HORMONE-E
XPRESSING CELLS AND METHODS OF PRODUCTION
N, filed March 2, 2007; Ser. No. 11/807,223, entitled METHODS FOR
R CULTURE AND PRODUCTION OF SINGLE CELL
POPULATIONS OF HESC, filed May 24, 2007;
No. 3,944, entitled "METHODS OF PRODUCING PANCREATIC
HORMONES, filed July 5, 2007; 11/860,494, entitled METHODOLOGY
DS FOR INCREASING DEFINITIVE ENDODERM PR
ODUCTION, filed Sep. 24, 2007; Ser. No. 12/099,759, entitled ME
THOD OF PRODUCING PANCREATIC HORMONES, 2
No. 12/107,020, filed April 8, 2008, entitled METHODS FOR PARTICLES
URIFYING ENDORM AND PANCREATIC ENDORM
M CELLS DELIVERED FORM HUMAN EMBRYONIC STATE
M CELLS, filed April 21, 2008; Ser. No. 12/618,659, entitled ENC
APSULTATION OF PANCREATIC LINEAGE CELLS D
ERIVED FROM HUMAN PLURIPOTENT STEM CELLS
, filed Nov. 13, 2009;
No. 078, both with the title CELL COMPOSITIONS FROM DEDIFF
ERENTIATED REPROGRAMMED CELLS, filed April 22, 2010 and February 6, 2013;
ONS AND METHODS USEFUL FOR CULTURE DIF
FERENTIABLE CELLS, filed August 13, 2007;
No. 760, Title: STEM CELL AGGREGATE SUSPENSION CO.
MPOSITIONS AND METHODS OF DIFFERENTIATION
N THEREOF, filed November 4, 2008; Serial No. 13/259,15, entitled SM
ALL MOLECULES SUPPORTING PLURIPOTENT CEL
L GROWTH, filed April 27, 2010; PCT/US11/25628, entitled L
Loading System for an Encapsulation Device
E, filed February 21, 2011; Ser. No. 13/992,931, entitled AGENTS AN
D METHODS FOR INHIBITING PLURIPOTENT STATE
M CELLS, filed December 28, 2010; and U.S. Design Application No. 29/408,3
No. 29/408,368, filed December 12, 2011; No. 29/423,365, filed May 31, 2012; and No. 29/426,365, filed May 31, 2012.
/447,944, filed March 13, 2013; and U.S. Provisional Patent Application No. 61/774
, No. 443, entitled "SEMIPERMEABLE MACRO IMPLANTABLE"
CELLULAR ENCAPSULATION DEVICES, November 7, 2013
Application No. 61/775,480, entitled CRYOPRESERVATION, HIB
ERATION AND ROOM TEMPERATURE STORAGE OF
ENCAPSULATED PANCREATIC ENDODERM CELL A
GGREGATES, filed March 8, 2013; and 61/781,005, entitled IN
VITRO DIFFERENTIATION OF PLURIPOTENT ST
EM CELLS TO PANCREATIC ENDODERM CELLS (PE
C) AND ENDOCRINE CELLS, filed March 14, 2013.

定義
本明細書で表される数値範囲は、記載されている両端点を含み、示された数値範囲の両
端点間の全ての整数を記載するものであることが理解されよう。
DEFINITIONS Numerical ranges expressed herein will be understood to be inclusive of the stated endpoints and to recite every integer between the endpoints of the stated numerical range.

特に断りのない限り、本明細書で使用される用語は、当業者による従来の使用に従って
理解される。また、本明細書および添付の特許請求の範囲の目的に関して、別段に特定さ
れていない限り、本明細書および特許請求の範囲において使用される成分の分量、材料の
百分率または割合、反応条件を表す数、および他の数値は全て、全ての場合に「約」とい
う用語によって修飾されていると理解されるべきである。したがって、それに反する指示
がない限り、以下の明細書および添付されている特許請求の範囲に記載されている数値パ
ラメータは、本発明によって得られるべき所望の性質に応じて変動し得る近似値である。
最低限、かつ特許請求の範囲への均等論の適用を限定しようとするものではなく、各数値
パラメータは、少なくとも示されている有効数字に照らして、および通常の四捨五入を適
用することによって、解釈されるべきである。
Unless otherwise specified, the terms used herein are understood according to conventional usage by those skilled in the art.Also, for the purposes of this specification and the appended claims, unless otherwise specified, all amounts of ingredients, percentages or proportions of materials, numbers expressing reaction conditions, and other numerical values used in this specification and the appended claims should be understood to be modified in all cases by the term "about".Therefore, unless indicated to the contrary, the numerical parameters set forth in the following specification and the appended claims are approximations that can vary depending on the desired properties to be obtained by the present invention.
At the very least, and not as an attempt to limit the application of the doctrine of equivalents to the scope of the claims, each numerical parameter should at least be construed in light of the number of significant digits given and by applying ordinary rounding techniques.

本明細書に記載の実施形態の実施には、別段に特定されていない限り、細胞生物学、分
子生物学、遺伝学、化学、微生物学、組換えDNA、および免疫学の従来の技法が使用さ
れる。
The practice of the embodiments described herein will employ, unless otherwise specified, conventional techniques of cell biology, molecular biology, genetics, chemistry, microbiology, recombinant DNA, and immunology.

「細胞」という用語は、本明細書で使用される場合、個々の細胞、細胞系、またはその
ような細胞から導出される培養物を指す。「培養物」とは、同じまたは異なる種類の単離
された細胞を含む組成物を指す。「培養物」、「集団」または「細胞集団」とは、本明細
書で使用される場合、互換的に使用することができ、また互換的に使用され、その意味は
文脈に応じて明らかになる。例えば、「集団」という用語は、識別特性が同じである2つ
以上の細胞の細胞培養物を指す、または、識別特性が異なる2つ以上の細胞型の培養物で
あってよく、例えば、ある文脈における集団は、別の文脈では亜集団であり得る。「亜集
団」という用語は、細胞培養物または細胞集団中のある特定の細胞型を記載するために使
用される場合、細胞培養物または細胞集団のサブセットを指す。
The term "cell" as used herein refers to an individual cell, a cell line, or a culture derived from such a cell. A "culture" refers to a composition containing isolated cells of the same or different types. A "culture", "population" or "cell population" as used herein can be and are used interchangeably, with the meaning being clear depending on the context. For example, the term "population" can refer to a cell culture of two or more cells with the same distinguishing characteristic, or a culture of two or more cell types with different distinguishing characteristics, e.g., a population in one context can be a subpopulation in another context. The term "subpopulation", when used to describe a particular cell type in a cell culture or cell population, refers to a subset of the cell culture or cell population.

本明細書で使用される場合、「全能性幹細胞」という句は、卵細胞と精子細胞の融合か
ら生成する細胞などの、生物体を構成する全ての細胞に分化する能力を有する細胞を指す
。受精卵の最初の数回の分裂によって生成する細胞も全能性であり得る。これらの細胞は
、胚性細胞および胚体外細胞型に分化することができる。例えばES細胞などの多能性幹
細胞は、いかなる胎児または成体の細胞型も生じ得る。しかし、これらは、胚体外組織に
発達する潜在性を欠くので、単独では胎児または成体動物に発達することはできない。胚
体外組織は、一部において、胚体外内胚葉から導出され、遠位内胚葉(parietal
endoderm)(ライヘルト膜)および近位内胚葉(visceral endo
derm)(卵黄嚢の一部を形成する)にさらに分類することができる。遠位内胚葉およ
び近位内胚葉はどちらも胚の発生を支持するが、それら自体は胚構造を形成しない。胚体
外中胚葉および胚体外外胚葉を含めた他の胚体外組織も存在する。
As used herein, the phrase "totipotent stem cells" refers to cells that have the ability to differentiate into all cells that make up an organism, such as cells resulting from the fusion of an egg cell and a sperm cell. Cells resulting from the first few divisions of a fertilized egg may also be totipotent. These cells can differentiate into embryonic and extraembryonic cell types. Pluripotent stem cells, such as ES cells, can give rise to any fetal or adult cell type. However, they cannot develop into a fetus or an adult animal on their own, as they lack the potential to develop into extraembryonic tissues. Extraembryonic tissues are derived, in part, from the extraembryonic endoderm and are called distal endoderm.
endoderm (Reichert's membrane) and visceral endoderm
The distal and proximal endoderm (which forms part of the yolk sac) can be further classified into the distal endoderm (which forms part of the yolk sac) and the proximal endoderm (which forms part of the yolk sac). Both the distal and proximal endoderm support the development of the embryo, but do not themselves form embryonic structures. Other extraembryonic tissues also exist, including the extraembryonic mesoderm and extraembryonic ectoderm.

一部の実施形態では、「多能性細胞」を、内胚葉系列、より詳細には、膵臓内胚葉型細
胞に分化させるための出発材料として使用する。本明細書で使用される場合、「多能性」
または「多能性細胞」またはその等価物とは、細胞培養物中で増殖することができ、かつ
多分化能の性質を示す、系列が制限された種々の細胞集団に分化することができる細胞を
指し、例えば、多能性ES細胞および人工多能性幹(iPS)細胞はどちらも、3種の胚
細胞系列のそれぞれを生じ得る。しかし、多能性細胞は、生物体全体を生成することはで
きない。すなわち、多能性細胞は全能性ではない。
In some embodiments, "pluripotent cells" are used as starting material for differentiation into endoderm lineages, and more particularly, pancreatic endoderm-type cells. As used herein, "pluripotent" refers to
Or "pluripotent cells" or equivalents refer to cells that can grow in cell culture and differentiate into various lineage-restricted cell populations that exhibit pluripotent properties, for example, both pluripotent ES cells and induced pluripotent stem (iPS) cells can give rise to each of the three embryonic cell lineages. However, pluripotent cells cannot generate an entire organism, i.e., pluripotent cells are not totipotent.

ある特定の実施形態では、出発材料として使用される多能性細胞は、hES細胞、hE
G細胞、iPS細胞、さらには単為発生細胞などを含めた幹細胞である。本明細書で使用
される場合、「胚性(embryonic)」とは、単一の接合体から始まって、発生し
た配偶子細胞を除いてもはや多能性または全能性細胞を含まない多細胞構造で終わる、生
物体の発生ステージの一領域を指す。「胚性(embryonic)」という用語は、配
偶子融合によって導出された胚に加えて、体細胞核移植によって導出された胚も指す。さ
らに別の実施形態では、多能性細胞は胚から導出されるまたは直接導出されたものではな
く、例えば、iPS細胞は、非多能性細胞、例えば多分化能細胞または最終分化した細胞
から導出されたものである。本明細書で使用されるヒト多能性幹細胞株は、hESCおよ
びiPSC、例えば、CyT49、CyT25、CyT203、CyT212、BG01
、BG02、BG03、または表4および表5に列挙されているもののいずれか、または
現在公知であるもしくは公的に入手可能であるまたは後に作製されるもののいずれかを含
む。
In certain embodiments, the pluripotent cells used as starting material are hES cells, hE
As used herein, "embryonic" refers to a region of developmental stages of an organism that begins with a single zygote and ends with a multicellular structure that no longer contains pluripotent or totipotent cells, except for the gamete cells that have developed. The term "embryonic" refers to embryos derived by gamete fusion as well as embryos derived by somatic cell nuclear transfer. In yet another embodiment, the pluripotent cells are not derived or directly derived from an embryo, e.g., iPS cells are derived from non-pluripotent cells, e.g., multipotent cells or terminally differentiated cells. Human pluripotent stem cell lines as used herein include hESCs and iPSCs, e.g., CyT49, CyT25, CyT203, CyT212, BG01, CyT203, CyT212 ...
, BG02, BG03, or any of those listed in Tables 4 and 5, or any of those now known or publicly available or later made.

ヒト多能性幹細胞は、分化を導く遺伝子の抑制および多能性の維持を確実にするコア調
節複合体を形成する転写因子Oct-4、Nanog、およびSox-2を含めた、いく
つかの転写因子および細胞表面タンパク質、ならびに糖脂質SSEA3、SSEA4およ
びケラチン硫酸抗原、Tra-1-60およびTra-1-81、およびアルカリホスフ
ァターゼなどの細胞表面抗原の存在によっても定義され、あるいは特徴付けられ得る。
Human pluripotent stem cells may also be defined or characterized by the presence of several transcription factors and cell surface proteins, including the transcription factors Oct-4, Nanog, and Sox-2, which form a core regulatory complex that ensures the repression of genes that lead to differentiation and the maintenance of pluripotency, and cell surface antigens such as the glycolipids SSEA3, SSEA4 and the keratin sulfate antigens, Tra-1-60 and Tra-1-81, and alkaline phosphatase.

本明細書で使用される場合、「人工多能性幹細胞」または「iPS細胞」または「iP
SC」という句は、非多能性細胞、一般には成体の体細胞、または、例えば線維芽細胞、
造血細胞、筋細胞、ニューロン、表皮細胞などの最終分化した細胞から、再プログラミン
グ因子と称される特定の遺伝子または遺伝子産物を挿入することによって人工的に調製さ
れた多能性幹細胞の一種を指す。Takahashiら、Cell、131 :861-
872(2007);Wernigら、Nature、448:318-324(200
7);Parkら、Nature、451:141-146(2008)を参照されたい
。iPSCを作製するための、これらおよびその後に公知になった方法は周知であり、i
PSCがどのように導出されたまたは生成されたものであるかは本発明を限定するもので
はない。人工多能性幹細胞は、hES細胞などの天然のヒト多能性幹細胞と、ある特定の
幹細胞遺伝子およびタンパク質の発現、クロマチンメチル化パターン、倍加時間、胚葉体
形成、奇形腫形成、生存可能なキメラ形成、ならびに発生能および分化可能性(diff
erentiability)を含めた多くの点で実質的に類似している。ヒトiPS細
胞により、胚の使用を伴うことなく多能性幹細胞の供給源がもたらされる。
As used herein, "induced pluripotent stem cells" or "iPS cells" or "iPS cells"
The phrase "SC" refers to non-pluripotent cells, generally adult somatic cells, or, for example, fibroblasts,
It refers to a type of pluripotent stem cell artificially prepared by inserting a specific gene or gene product called a reprogramming factor from a terminally differentiated cell such as a hematopoietic cell, a muscle cell, a neuron, or an epidermal cell. Takahashi et al., Cell, 131:861-
872 (2007); Wernig et al., Nature, 448:318-324 (200
7); Park et al., Nature, 451:141-146 (2008). These and subsequently published methods for generating iPSCs are well known and include the use of iPSCs in a wide variety of applications.
How the PSCs are derived or generated is not a limitation of the invention. Induced pluripotent stem cells are characterized by the expression of certain stem cell genes and proteins, chromatin methylation patterns, doubling time, embryoid body formation, teratoma formation, viable chimera formation, and developmental and differentiation potential (diff) from naturally occurring human pluripotent stem cells, such as hES cells.
Human iPS cells are substantially similar in many respects, including the ability to differentiate into multiple organs. Human iPS cells provide a source of pluripotent stem cells without the use of embryos.

本明細書で使用される場合、「再プログラミング(reprogramming)」、
「再プログラミングされる(reprogrammed)」またはその等価物は、細胞の
、少なくとも1種の新しい細胞型の後代を形成する能力が、培養物中またはin viv
oにおいて、その細胞が再プログラミングを伴わない同じ条件下で有するものよりも測定
可能な程度に増大するプロセスを指す。本明細書に記載されているある特定の実施形態で
は、体細胞が多能性細胞に「再プログラミングされる」。ある特定の態様では、体細胞が
、十分な増殖後に、in vivoまたはin vitro細胞培養物のいずれかにおい
て、測定可能な割合の細胞で新しい多能性細胞型の表現型特性を示した場合に、再プログ
ラミングされたこととなる。再プログラミングされなければ、そのような体細胞は新しい
多能性細胞型の表現型特性を示す後代を生じない。もし、再プログラミングなしでも体細
胞が新しい多能性細胞型の表現型特性を示す後代を生じさせることができるとすれば、こ
れらの体細胞由来の、新しい多能性細胞型の表現型特性を示す後代の割合は再プログラミ
ング前よりも測定可能な程度で上昇する。
As used herein, "reprogramming" means
"Reprogrammed" or its equivalent means that the ability of a cell to form progeny of at least one new cell type is lost in culture or in vivo.
pluripotent cell reprogramming refers to a process in which the cell's pluripotency is measurably increased over what it would have under the same conditions without reprogramming. In certain embodiments described herein, somatic cells are "reprogrammed" into pluripotent cells. In certain aspects, somatic cells are reprogrammed when, after sufficient proliferation, a measurable proportion of cells exhibit phenotypic characteristics of the new pluripotent cell type, either in vivo or in vitro cell culture. Without reprogramming, such somatic cells would not give rise to progeny that exhibit phenotypic characteristics of the new pluripotent cell type. If somatic cells can give rise to progeny that exhibit phenotypic characteristics of the new pluripotent cell type without reprogramming, the proportion of progeny derived from these somatic cells that exhibit phenotypic characteristics of the new pluripotent cell type will be measurably increased over that before reprogramming.

本明細書で使用される場合、「分化プログラミング」という句は、細胞を、培養物また
はin vivoのいずれかにおいて、分化再プログラミングを伴わない同じ条件のもの
と比べて、新しい分化の状態を伴う少なくとも1種の新しい細胞型の後代を形成するよう
に変化させるプロセスを指す。このプロセスは、分化、脱分化および分化転換を含む。し
たがって、本明細書で使用される場合、「分化」という句は、より低度に特殊化した細胞
がより高度に特殊化した細胞型になるプロセスを指す。対照的に、「脱分化」という句は
、部分的または最終的に分化した細胞が、多能性または多分化能を有する細胞などの、よ
り初期の発生ステージに戻る細胞のプロセスを指す。さらに対照的に、「分化転換」とい
う句は、ある分化した細胞型が別の分化した細胞型に転換されるプロセスを指す。
As used herein, the phrase "differentiation programming" refers to a process in which cells are changed to form at least one new cell type progeny with a new differentiation state, either in culture or in vivo, compared to the same condition without differentiation reprogramming. This process includes differentiation, dedifferentiation and transdifferentiation. Thus, as used herein, the phrase "differentiation" refers to the process in which a less specialized cell becomes a more specialized cell type. In contrast, the phrase "dedifferentiation" refers to the process in which a partially or terminally differentiated cell reverts to an earlier developmental stage, such as a pluripotent or multipotent cell. In further contrast, the phrase "transdifferentiation" refers to the process in which one differentiated cell type is transformed into another differentiated cell type.

本明細書で使用される場合、「多分化能」または「多分化能細胞」またはその等価物は
、限られた数の他の特定の細胞型を生じさせることができる細胞型を指す。すなわち、多
分化能細胞は1つまたは複数の胚細胞の運命に傾倒し、したがって、多能性細胞とは対照
的に、3種の胚細胞系列のそれぞれ、ならびに胚体外細胞を生じさせることができない。
多分化能体細胞は、多能性細胞よりも分化しているが、最終分化はしていない。したがっ
て、多能性細胞の発生能は多分化能細胞よりも高い。体細胞を再プログラミングすること
またはiPS細胞を生じさせるために使用することができる発生能決定因子としては、こ
れだけに限定されないが、Oct-4、Sox2、FoxD3、UTF1、Stella
、Rexl、ZNF206、Soxl5、Mybl2、Lin28、Nanog、DPP
A2、ESG1、Otx2またはこれらの組合せなどの因子が挙げられる。
As used herein, "multipotency" or "multipotent cells" or equivalents refer to a cell type that can give rise to a limited number of other specific cell types, i.e., multipotent cells are committed to one or more embryonic cell fates and thus, in contrast to pluripotent cells, are unable to give rise to each of the three embryonic cell lineages, as well as extraembryonic cells.
Multipotent somatic cells are more differentiated than pluripotent cells, but are not terminally differentiated. Thus, pluripotent cells have a higher developmental potential than multipotent cells. Developmental potential determining factors that can be used to reprogram somatic cells or generate iPS cells include, but are not limited to, Oct-4, Sox2, FoxD3, UTF1, Stella
, Rexl, ZNF206, Soxl5, Mybl2, Lin28, Nanog, DPP
A2, ESG1, Otx2 or a combination thereof.

本明細書で使用される場合、「単能性の(unipotent)」または「単能性(u
nipotency)」または「単能性細胞」またはその等価物は、他の系列細胞を1種
のみ生じさせることができる細胞型を指す。例えば、本明細書に記載の未成熟ベータ細胞
は、インスリンベータ細胞のみに分化する能力を有し、例えばグルカゴン(アルファ)細
胞、ソマトスタチン(デルタ)細胞および膵臓ポリペプチド(ガンマ)細胞に分化する潜
在性を有さない。対照的に、内分泌先駆細胞、PDX1陽性膵臓内胚葉細胞、胚体内胚葉
細胞、または中内胚葉細胞、およびhES細胞は全て、膵臓アルファ、ベータ、デルタお
よびガンマ膵島細胞のそれぞれを生じさせることができる多分化能または多能性(hES
C)細胞である。同様に、膵臓アルファ、ベータ、デルタおよびガンマ膵島細胞は、内分
泌先駆細胞、PDX1陽性膵臓内胚葉細胞、胚体内胚葉細胞、または中内胚葉細胞、およ
びhES細胞の系列細胞である。
As used herein, "unipotent" or "unipotent
"Unipotent nipotency" or "unipotent cells" or equivalents refer to a cell type that can give rise to only one other lineage cell. For example, immature beta cells as described herein have the capacity to differentiate only into insulin beta cells and do not have the potential to differentiate into, for example, glucagon (alpha) cells, somatostatin (delta) cells and pancreatic polypeptide (gamma) cells. In contrast, endocrine progenitor cells, PDX1-positive pancreatic endoderm cells, definitive endoderm cells, or mesendoderm cells, and hES cells are all multipotent or pluripotent (hES) cells that can give rise to pancreatic alpha, beta, delta and gamma islet cells, respectively.
C) cells. Similarly, pancreatic alpha, beta, delta and gamma islet cells are endocrine precursor cells, PDX1-positive pancreatic endoderm cells, definitive endoderm cells, or mesendoderm cells, and lineage cells of hES cells.

本明細書で使用される場合、「単一ホルモン性」および「複数ホルモン性(polyh
ormonal)」細胞とは、ホルモンを1種のみ発現する細胞(例えば、未成熟ベータ
細胞およびベータ細胞は、インスリンタンパク質のみを発現し、グルカゴンまたはソマト
スタチンタンパク質は発現しない)、または2種以上もしくは多数種のホルモン(例えば
、同じ細胞上で2種、3種または4種またはそれ以上のホルモンを発現する細胞の亜集団
を有する内分泌先駆体または前駆細胞)を発現する細胞を指す。本明細書で使用される場
合、「ERBB受容体チロシンキナーゼ活性化作用物質」とは、これだけに限定されない
が、ERBB受容体に結合する少なくとも16種の異なるEGFファミリーリガンド:E
GF(上皮成長因子)、AGまたはAREG(アンフィレギュリン)、およびTGF-ア
ルファ(形質転換成長因子-アルファ)、Btc(ベータセルリン)、HBEGF(ヘパ
リン結合性EGF)、およびEreg(エピレギュリン))、ニューレグリン-1、-2
、-3および-4(またはヘレグリン-1、-2、-3および-4などのニューグレリン
(またはヘレグリン)を含む。しかし、本発明では、4種のERBB受容体のいずれか1
つまたはこれらの組合せに結合して、内因性キナーゼドメインの活性化およびその後のリ
ン酸化を導くホモ二量体受容体複合体およびヘテロ二量体受容体複合体の形成を誘導する
ことができる任意のリガンドが意図されている。表13も参照されたい。
As used herein, the terms "monohormonal" and "polyhormonal" refer to
"ERBB receptor tyrosine kinase activating agents" as used herein include, but are not limited to, those that express at least 16 different EGF family ligands that bind to the ERBB receptor: EGF family ligands, including but not limited to those that express only one hormone (e.g., immature beta cells and beta cells, which express only insulin protein and no glucagon or somatostatin protein), or cells that express more than one or multiple hormones (e.g., endocrine precursor or progenitor cells having subpopulations of cells that express two, three, or four or more hormones on the same cell).
GF (epidermal growth factor), AG or AREG (amphiregulin), and TGF-alpha (transforming growth factor-alpha), Btc (betacellulin), HBEGF (heparin-binding EGF, and Ereg (epiregulin)), neuregulin-1, -2
Neughrelin (or heregulin), such as heregulin-1, -2, -3 and -4 (or heregulin-1, -2, -3 and -4). However, in the present invention, any one of the four ERBB receptors is included.
Contemplated are any ligands capable of binding to one or a combination thereof to induce the formation of homo- and heterodimeric receptor complexes that lead to activation and subsequent phosphorylation of the intrinsic kinase domain. See also Table 13.

「細胞系列」という用語は、本明細書で使用される場合、最初期の先駆細胞から完全に
成熟した細胞(すなわち、特殊化した細胞)までの、細胞型の発生のステージの全てを指
す。例えば、「胚体内胚葉系列細胞」または「PDX1陰性内胚葉系列細胞」または「P
DX1陽性膵臓内胚葉系列細胞」または「内分泌先駆体系列細胞」または「内分泌系列細
胞」または「未成熟ベータ系列細胞」などは、胚体内胚葉細胞、PDX1陰性内胚葉細胞
、PDX1陽性膵臓内胚葉細胞などから導出されたまたは分化した細胞を指す。胚体内胚
葉細胞は、その先駆体のうちの1つである中内胚葉細胞の系列である。PDX-1陽性膵
臓内胚葉細胞は、その先駆体のうちの1つである胚体内胚葉細胞の系列である。PDX1
陽性膵臓細胞、胚体内胚葉細胞および中内胚葉細胞の系列内の内分泌先駆体は全て、その
先駆体である。内分泌先駆細胞、PDX1陽性膵臓細胞、胚体内胚葉細胞および中内胚葉
細胞の系列内の未成熟ベータ細胞は全て、その先駆体である。ベータ細胞は、例えば未成
熟ベータ細胞の唯一の系列である。さらに、明細書に記載の内胚葉系列細胞は全てhES
系列細胞である。
The term "cell lineage," as used herein, refers to all stages of development of a cell type, from the earliest progenitor cells to fully mature (i.e., specialized) cells. For example, "definitive endoderm-lineage cells" or "PDX1-negative endoderm-lineage cells" or "PDX1-negative endoderm-lineage cells" are used to refer to the development of a cell type.
"PDX1-positive pancreatic endoderm lineage cells" or "endocrine precursor lineage cells" or "endocrine lineage cells" or "immature beta lineage cells" and the like refer to cells derived or differentiated from definitive endoderm cells, PDX1-negative endoderm cells, PDX1-positive pancreatic endoderm cells, and the like. Definitive endoderm cells are lineages of mesendoderm cells, one of whose precursors. PDX-1-positive pancreatic endoderm cells are lineages of definitive endoderm cells, one of whose precursors. PDX1
Endocrine precursors within the lineages of PDX1 positive pancreatic cells, definitive endoderm cells, and mesendoderm cells are all precursors thereof. Endocrine precursors, PDX1 positive pancreatic cells, immature beta cells within the lineages of definitive endoderm cells, and mesendoderm cells are all precursors thereof. Beta cells, for example, are the only lineage of immature beta cells. Furthermore, all of the endoderm lineage cells described herein are derived from hES cells.
It is a lineage cell.

「先駆細胞」または「前駆細胞」とは、本明細書で使用される場合、一般に、細胞分化
経路内の、より成熟した細胞に分化することができる任意の細胞であってよい。そのよう
に、先駆細胞は、多能性細胞であってもよく、部分的に分化した多分化能細胞または可逆
的に分化した細胞であってもよい。「先駆細胞集団」という用語は、より成熟または分化
した細胞型に発達することができる細胞の群を指す。先駆細胞集団は、多能性の細胞、幹
細胞系列に制限された細胞(すなわち、外胚葉系列の全てには発達できない細胞、または
、例えばニューロン系列の細胞にのみ発達することができる細胞)、および可逆的に幹細
胞系列に制限された細胞を含み得る。したがって、「前駆細胞」または「先駆細胞」とい
う用語は、「多能性細胞」または「多分化能細胞」であり得る。
"Precursor cells" or "progenitor cells", as used herein, may generally be any cell in a cell differentiation pathway that can differentiate into a more mature cell. As such, precursor cells may be pluripotent cells, partially differentiated multipotent cells, or reversibly differentiated cells. The term "precursor cell population" refers to a group of cells that can develop into a more mature or differentiated cell type. Precursor cell populations may include pluripotent cells, cells restricted to stem cell lineages (i.e., cells that cannot develop into all of the ectodermal lineages, or cells that can only develop into cells of, for example, neuronal lineages), and cells that are reversibly restricted to stem cell lineages. Thus, the term "precursor cells" or "progenitor cells" may be "pluripotent cells" or "multipotent cells".

「内分泌前駆/先駆細胞」とは、本明細書で使用される場合、少なくとも、ニューロゲ
ニン3(NEUROG3)、PDX1、PTF1A、SOX9、NKX6.1、HNF1
b、GATA4、HNF6、FOXA1、FOXA2、GATA6、MYT1、ISLE
T1、NEUROD、SNAIL2、MNX1、IA1、RFX6、PAX4、PAX6
、NKX2.2、MAFAおよびMAFBからなる一覧からのマーカーを発現する胚体内
胚葉系列の多分化能細胞を指し、これは、これだけに限定されないが、膵島ホルモン発現
細胞を含めた内分泌系の細胞にさらに分化することができる。内分泌前駆/先駆細胞は、
PDX1陽性膵臓内胚葉細胞または胚体内胚葉細胞または中内胚葉細胞などのより低度に
特異的に分化した胚体内胚葉系列細胞と比較して多くの異なる細胞、組織および/または
器官型に分化することはできない。内分泌前駆/先駆細胞は、少なくとも出願人の米国特
許第8,129、182号に詳しく記載されている。
"Endocrine precursor/progenitor cells" as used herein refer to cells that contain at least one of the following: neurogenin 3 (NEUROG3), PDX1, PTF1A, SOX9, NKX6.1, HNF1
b, GATA4, HNF6, FOXA1, FOXA2, GATA6, MYT1, ISLE
T1, NEUROD, SNAIL2, MNX1, IA1, RFX6, PAX4, PAX6
Endocrine precursor/progenitor cells refer to multipotent cells of the definitive endoderm lineage that express markers from the list consisting of: NKX2.2, MAFA and MAFB, which can be further differentiated into cells of the endocrine lineage, including but not limited to pancreatic islet hormone expressing cells.
They are unable to differentiate into as many different cell, tissue and/or organ types as compared to less specifically differentiated definitive endoderm lineage cells, such as PDX1 positive pancreatic endoderm cells or definitive endoderm cells or mesendoderm cells. Endocrine precursor/progenitor cells are described in detail at least in Applicant's U.S. Patent No. 8,129,182.

本明細書で使用される場合、「多能性細胞から発達する」、「多能性細胞から分化する
」、「多能性細胞から成熟する」または「多能性細胞から生成する」、「多能性細胞から
導出された」、「多能性細胞から分化する」という用語および等価の表現は、例えば、国
際特許出願第PCT/US2007/015536号、表題METHODS OF PR
ODUCING PANCREATIC HORMONESに記載の、in vivoに
おいて移植されたPDX1膵臓内胚葉細胞から成熟する内分泌細胞の場合では、in v
itroまたはin vivoにおいて多能性細胞から分化した細胞型が生成することを
指す。そのような用語は全て、少なくとも2種の異なる細胞系列に分化する潜在性を有す
るステージから特殊化および最終分化した細胞になるまでの細胞の進行を指す。そのよう
な用語は、本出願の目的に関して互換的に使用することができる。本明細書に記載の実施
形態では、そのような分化を可逆的なものにし、したがって、多能性または少なくとも2
種以上の細胞系列に分化する能力を選択的に元に戻すことができるような培養条件が意図
されている。
As used herein, the terms "develop from pluripotent cells", "differentiate from pluripotent cells", "mature from pluripotent cells" or "generate from pluripotent cells", "derived from pluripotent cells", "differentiate from pluripotent cells" and equivalent expressions are intended to be understood as meaning the same as, for example, those described in International Patent Application No. PCT/US2007/015536, entitled METHODS OF PRACTICE
In the case of endocrine cells maturing from transplanted PDX1 pancreatic endoderm cells in vivo, as described in ODUCING PANCREATIC HORMONES,
"Pluripotent" refers to the generation of differentiated cell types from pluripotent cells in vitro or in vivo. All such terms refer to the progression of a cell from a stage with the potential to differentiate into at least two different cell lineages to becoming a specialized and terminally differentiated cell. Such terms may be used interchangeably for the purposes of this application. In the embodiments described herein, such differentiation is made reversible, thus allowing the generation of pluripotent or at least two distinct cell lineages.
Culture conditions are contemplated that allow for selective reversion of the capacity to differentiate into one or more cell lineages.

「フィーダー細胞」という用語は、in vitroで成長し、少なくとも1種の因子
を細胞培養中に分泌し、また、培養物中の別の目的の細胞の成長を支持するために使用す
ることができる細胞培養物を指す。本明細書で使用される場合、「フィーダー細胞層」は
、「フィーダー細胞」という用語と互換的に使用され得る。フィーダー細胞は、互いに重
なり合って成長し始める前には一完全層で培養皿の表面を覆う単層を含んでもよく、ある
いは細胞のクラスターを含んでもよい。好ましい実施形態では、フィーダー細胞は、接着
性の単層を含む。
The term "feeder cells" refers to cell cultures that grow in vitro, secrete at least one factor into the cell culture, and can be used to support the growth of other cells of interest in the culture. As used herein, "feeder cell layer" can be used interchangeably with the term "feeder cells." Feeder cells may comprise a monolayer that covers the surface of a culture dish in one complete layer before they begin to grow on top of each other, or may comprise clusters of cells. In a preferred embodiment, the feeder cells comprise an adherent monolayer.

同様に、多能性細胞培養物または多能性凝集懸濁培養物をフィーダー細胞の使用を伴わ
ない規定された条件または培養系において成長させる実施形態は「フィーダーフリー」で
ある。フィーダーフリー培養方法では、多能性細胞培養物のスケーラビリティおよび再現
性が増し、例えばフィーダー細胞または他の動物を供給源とする培養物構成成分に由来す
る感染因子によるコンタミネーションのリスクが低下する。フィーダーフリー方法は、B
odnarらに対する米国特許第6,800,480号(Geron Corporat
ion、Menlo Park、Californiaに譲渡された)にも記載されてい
る。しかし、米国特許第6,800,480号特許とは対照的に、本明細書に記載の実施
形態は、多能性細胞培養物、多分化能細胞培養物または分化した細胞培養物のいずれであ
るかにかかわらず、フィーダーフリーであり、内在性または外因性の細胞外マトリックス
をさらに含有しない;すなわち、本明細書に記載の培養物は、フィーダーフリーであるだ
けでなく、細胞外マトリックスフリーでもある。例えば、米国特許第6,800,480
号では、線維芽細胞を培養し、線維芽細胞をin situで溶解し、次いで、溶解後に
残ったものを洗浄することによって細胞外マトリックスが調製される。あるいは、米国特
許第6,800,480号では、コラーゲン、胎盤マトリックス、フィブロネクチン、ラ
ミニン、メロシン、テネイシン、ヘパリン硫酸、コンドロイチン硫酸、デルマタン硫酸、
アグリカン、ビグリカン、トロンボスポンジン、ビトロネクチン、およびデコリンから選
択される単離されたマトリックス構成成分または構成成分の組合せからも細胞外マトリッ
クスが調製され得る。本明細書に記載の実施形態では、フィーダー層または線維芽細胞層
を成長させ、細胞を溶解して細胞外マトリックスを生成することによって細胞外マトリッ
クスを生成することもなく、最初にコラーゲン、胎盤マトリックス、フィブロネクチン、
ラミニン、メロシン、テネイシン、ヘパリン硫酸、コンドロイチン硫酸、デルマタン硫酸
、アグリカン、ビグリカン、トロンボスポンジン、ビトロネクチン、およびデコリンから
選択される細胞外マトリックス構成成分または細胞外マトリックス構成成分の組合せを用
いて組織培養容器をコーティングする必要もない。したがって、多能性細胞、多分化能細
胞および分化した細胞用の本明細書に記載の凝集懸濁培養物には、フィーダー層、溶解し
たフィーダー細胞、または細胞外マトリックスコーティングを生成する線維芽細胞、外因
的に添加された細胞外マトリックスまたはマトリックス構成成分は必要なく、国際出願P
CT/US2008/080516、表題METHODS AND COMPOSITI
ONS FOR FEEDER-FREE PLURIPOTENT STEM CEL
L MEDIA CONTAINING HUMAN SERUMに記載されたように、
可溶性ヒト血清構成成分の使用により、フィーダー細胞またはフィーダー単層の必要性を
克服し、同様に、フィーダー細胞もしくは線維芽細胞または外因的に添加された細胞外マ
トリックス構成成分に由来する内在性の細胞外マトリックスの必要性も克服される。
Similarly, embodiments in which pluripotent cell cultures or pluripotent aggregate suspension cultures are grown in defined conditions or culture systems without the use of feeder cells are "feeder-free." Feeder-free culture methods increase the scalability and reproducibility of pluripotent cell cultures and reduce the risk of contamination with infectious agents, for example, from feeder cells or other animal-sourced culture components. Feeder-free methods are also known as B
U.S. Pat. No. 6,800,480 to Odnar et al.
However, in contrast to the '480 patent, the embodiments described herein, whether pluripotent, multipotent or differentiated cell cultures, are feeder-free and do not further contain endogenous or exogenous extracellular matrix; that is, the cultures described herein are not only feeder-free, but also extracellular matrix-free. See, e.g., U.S. Pat. No. 6,800,480.
In U.S. Pat. No. 6,800,480, extracellular matrix is prepared by culturing fibroblasts, lysing the fibroblasts in situ, and then washing what remains after lysis. Alternatively, U.S. Pat. No. 6,800,480 describes collagen, placental matrix, fibronectin, laminin, merosin, tenascin, heparin sulfate, chondroitin sulfate, dermatan sulfate,
The extracellular matrix may also be prepared from isolated matrix components or combinations of components selected from aggrecan, biglycan, thrombospondin, vitronectin, and decorin. In the embodiments described herein, the extracellular matrix is not generated by growing a feeder layer or fibroblast layer and lysing the cells to generate the extracellular matrix, but rather by first selecting collagen, placental matrix, fibronectin,
There is also no need to coat tissue culture vessels with an extracellular matrix component or combination of extracellular matrix components selected from laminin, merosin, tenascin, heparin sulfate, chondroitin sulfate, dermatan sulfate, aggrecan, biglycan, thrombospondin, vitronectin, and decorin. Thus, the aggregate suspension cultures described herein for pluripotent, multipotent, and differentiated cells do not require a feeder layer, lysed feeder cells, or fibroblasts that generate an extracellular matrix coating, exogenously added extracellular matrix or matrix components, and are described in International Patent Application PubMed.
CT/US2008/080516, entitled METHODS AND COMPOSITIONS
ONS FOR FEEDER-FREE PLURIPOTENT STEM CEL
As described in L MEDIA CONTAINING HUMAN SERUM:
The use of soluble human serum components overcomes the need for feeder cells or feeder monolayers, as well as the need for endogenous extracellular matrix derived from feeder cells or fibroblasts or exogenously added extracellular matrix components.

本明細書で使用される場合、「クラスター」および「凝集塊」または「凝集体」という
用語は互換的に使用することができ、一般に、単一の細胞に解離した後にクラスターが形
成されるようにまたは密接な細胞間接触を有するように凝集したものではない細胞の群を
指す。「再凝集」という用語は、本明細書で使用される場合、クラスター、凝集塊および
/もしくは凝集体をより小さなクラスター、凝集塊および/もしくは凝集体または単一の
細胞に解離させ、次いで、クラスター、凝集塊および/もしくは凝集体を再凝集させるこ
とによって新しい細胞間接触を形成する場合を指す。この解離は、典型的には、手作業の
性質のものである(例えばPasteurピペットの使用など)が、他の解離の手段が考
えられている。凝集懸濁多能性細胞または多分化能細胞培養物は、実質的に国際公開PC
T/US2007/062755、表題COMPOSITIONS AND METHO
DS FOR CULTURING DIFFERENTIAL CELLS」およびP
CT/US2008/082356、表題「STEM CELL AGGREGATE
SUSPENSION COMPOSITIONS AND METHODS OF D
IFFERENTIATION THEREOFに記載の通りである。
As used herein, the terms "cluster" and "clump" or "aggregate" can be used interchangeably and generally refer to a group of cells that have not aggregated to form clusters or have close cell-cell contacts after dissociation into single cells. The term "reaggregation" as used herein refers to dissociating clusters, clumps and/or aggregates into smaller clusters, clumps and/or aggregates or single cells and then reaggregating the clusters, clumps and/or aggregates to form new cell-cell contacts. This disaggregation is typically manual in nature (e.g., using a Pasteur pipette), although other means of disaggregation are contemplated. Aggregated suspension pluripotent or multipotent cell cultures are substantially similar to those described in WO 2005/023666.
T/US2007/062755, entitled COMPOSITIONS AND METHODS
DS FOR CULTURE DIFFERENTIAL CELLS" and P
CT/US2008/082356, entitled "STEM CELL AGGREGATE
SUSPENSION COMPOSITIONS AND METHODS OF D
As described in IFFE RENTIATION THEREOF.

「単一細胞懸濁液」という用語またはその等価物は、多能性、多分化能もしくは最終分
化した単一細胞懸濁液、または多能性細胞もしくは多分化能細胞から任意の機械的手段ま
たは化学的手段によって導出された単一細胞懸濁液を指す。一次組織、付着した培養物中
の細胞、および凝集体から細胞クラスターを解離させて単一細胞懸濁液を形成するための
いくつかの方法、例えば、物理的な力(細胞スクレーパー、口径が狭いピペットを通して
の粉砕、細針穿刺吸引、ボルテックスによる脱凝集および細かいナイロンメッシュまたは
ステンレス鋼メッシュを通した強制的な濾過などの機械的解離)、酵素(例えばトリプシ
ン、コラゲナーゼ、Accutase(商標)などの酵素による解離)、またはその両方
の組合せが存在する。さらに、多能性細胞、多分化能細胞または分化した細胞の単一細胞
への解離を支持することができる方法および培養培地条件は、多ウェルプレートアッセイ
のための拡張、細胞選別、および規定された播種のために有用であり、また、培養手順お
よびクローン拡張の自動化を可能にする。
The term "single cell suspension" or its equivalent refers to a pluripotent, multipotent or terminally differentiated single cell suspension, or a single cell suspension derived from pluripotent or multipotent cells by any mechanical or chemical means. There are several methods for dissociating cell clusters from primary tissues, cells in attached cultures, and aggregates to form single cell suspensions, such as physical forces (mechanical dissociation, such as cell scrapers, trituration through narrow-bore pipettes, fine needle aspiration, vortex disaggregation and forced filtration through fine nylon or stainless steel mesh), enzymes (enzymatic dissociation, such as trypsin, collagenase, Accutase™), or a combination of both. Furthermore, methods and culture medium conditions that can support the dissociation of pluripotent, multipotent or differentiated cells into single cells are useful for expansion, cell sorting, and defined seeding for multi-well plate assays, and also allow automation of culture procedures and clonal expansion.

好ましい実施形態では、培養方法または培養系は、動物を供給源とする製品を含まない
。別の好ましい実施形態では、培養方法はゼノフリーである。さらに好ましい実施形態で
は、本明細書に記載の培養方法は、ヒト細胞治療薬の商業的な製造のための1つまたは複
数の条件または要件を満たすまたはそれを上回る。
In a preferred embodiment, the culture method or culture system does not include any animal-sourced products. In another preferred embodiment, the culture method is xeno-free. In a further preferred embodiment, the culture method described herein meets or exceeds one or more conditions or requirements for commercial manufacturing of human cell therapeutics.

多能性細胞の集団をある特定の補足的な成長因子の存在下でさらに培養して、異なる細
胞系列であるまたはそれに発達する細胞の集団を得ることができる、または、異なる細胞
系列に発達することが可能になるように選択的に逆転させることができる。「補足的な成
長因子」という用語は、その最も広範な文脈で使用され、多能性細胞の成長を促進するた
め、細胞の生存を維持するため、細胞の分化を刺激するため、および/または、細胞の分
化の逆転を刺激するために有効である物質を指す。さらに、補足的な成長因子は、フィー
ダー細胞からその培地中に分泌される物質であってよい。そのような物質としては、これ
だけに限定されないが、サイトカイン、ケモカイン、小分子、中和抗体、およびタンパク
質が挙げられる。成長因子は、細胞の発生および維持ならびに組織の形態および機能を制
御する細胞間シグナル伝達ポリペプチドも含んでよい。好ましい実施形態では、補足的な
成長因子は、スチール細胞因子(steel cell factor)(SCF)、オンコスタチンM(
OSM)、毛様体神経栄養因子(CNTF)、インターロイキン-6(IL-6)と可溶
性インターロイキン-6受容体(IL-6R)の組合せ、線維芽細胞成長因子(FGF)
、骨形成タンパク質(BMP)、腫瘍壊死因子(TNF)、および顆粒球マクロファージ
コロニー刺激因子(GM-CSF)を含む群から選択される。
The population of pluripotent cells can be further cultured in the presence of certain supplemental growth factors to obtain a population of cells that are or will develop into different cell lineages, or can be selectively reversed to be capable of developing into different cell lineages. The term "supplemental growth factor" is used in its broadest context and refers to a substance that is effective to promote the growth of pluripotent cells, to maintain cell survival, to stimulate cell differentiation, and/or to stimulate the reversal of cell differentiation. Furthermore, supplemental growth factors can be substances secreted from feeder cells into the medium. Such substances include, but are not limited to, cytokines, chemokines, small molecules, neutralizing antibodies, and proteins. Growth factors can also include intercellular signaling polypeptides that control the development and maintenance of cells and the morphology and function of tissues. In a preferred embodiment, the supplemental growth factors are selected from the group consisting of steel cell factor (SCF), oncostatin M (
OSM), ciliary neurotrophic factor (CNTF), interleukin-6 (IL-6) in combination with soluble interleukin-6 receptor (IL-6R), fibroblast growth factor (FGF)
, bone morphogenetic proteins (BMPs), tumor necrosis factors (TNFs), and granulocyte-macrophage colony stimulating factors (GM-CSFs).

本明細書に記載の細胞を生成するためのある特定のプロセスでは、成長因子を、添加後
に細胞培養物または細胞集団から除去する。例えば、アクチビンA、アクチビンB、GD
F-8、またはGDF-11などの成長因子を添加し、それらを添加してから約1日以内
、約2日以内、約3日以内、約4日以内、約5日以内、約6日以内、約7日以内、約8日
以内、約9日以内または約10日以内に除去することができる。一部の実施形態では、分
化因子を細胞培養物からそれ自体を除去することはしないが、それらを細胞培養培地から
省くこと、例えば、アクチビンを含有していた細胞培養培地を、アクチビンを含有しない
培地に変えることが除去の手段である。
In certain processes for generating the cells described herein, growth factors are removed from the cell culture or cell population after addition. For example, activin A, activin B, GD
Growth factors such as activin, F-8, or GDF-11 can be added and removed within about 1 day, about 2 days, about 3 days, about 4 days, about 5 days, about 6 days, about 7 days, about 8 days, about 9 days, or about 10 days after their addition. In some embodiments, differentiation factors are not removed from the cell culture per se, but are removed by omitting them from the cell culture medium, e.g., changing cell culture medium that contained activin to medium that does not contain activin.

分化プロセスの効率は、これだけに限定されないが、細胞の成長条件、成長因子濃度お
よび培養ステップのタイミングを含めたある特定のパラメータを改変することによって調
整することができるので、本明細書に記載の分化手順により、約5%、約10%、約15
%、約20%、約25%、約30%、約35%、約40%、約45%、約50%、約55
%、約60%、約65%、約70%、約75%、約80%、約85%、約90%、約95
%、または約95%以上の、人工多能性細胞を含む多能性細胞から多分化能細胞または分
化した細胞、例えば胚体内胚葉への変換をもたらすことができる。さらに、変換率または
効率は、1つの型の多分化能細胞から、さらに分化した多分化能細胞への分化、例えば、
胚体内胚葉から前腸内胚葉、PDX1陽性前腸内胚葉、PDX1陽性膵臓内胚葉またはP
DX1/NKX6.1同時陽性膵臓内胚葉、内分泌前駆体/先駆体またはNGN3/NK
X2.2同時陽性内分泌前駆体/先駆体、およびホルモン分泌内分泌細胞またはINS、
GCG、GHRL、SST、PP単独陽性内分泌細胞への分化を指す場合もある。前原条
(preprimitive streak)細胞または中内胚葉細胞の単離を使用する
プロセスでは、実質的に純粋な前原条細胞または中内胚葉細胞集団を回収することができ
る。
The efficiency of the differentiation process can be adjusted by modifying certain parameters, including, but not limited to, cell growth conditions, growth factor concentrations, and timing of culture steps, so that the differentiation procedures described herein can result in a differentiation efficiency of about 5%, about 10%, about 15%, or about 20%, or about 25%, or about 30%, or about 35%, or about 40%, or about 50%, or about 60%, or about 70%, or about 80%, or about 90%, or about 100%, or about 150%, or about 250%, or about 300%, or about 400%, or about 500%, or about 600%, or about 1000%, or about 1500%, or about 2500, or about 3000, or about 4000, or about 5000, or about 6000, or about 10000, or about 15000, or about 25000
%, about 20%, about 25%, about 30%, about 35%, about 40%, about 45%, about 50%, about 55
%, about 60%, about 65%, about 70%, about 75%, about 80%, about 85%, about 90%, about 95
%, or about 95% or more of pluripotent cells, including induced pluripotent cells, can be converted to multipotent or differentiated cells, such as definitive endoderm. Furthermore, the conversion rate or efficiency can be measured by comparing the rate of differentiation of one type of multipotent cell to a further differentiated multipotent cell, e.g.
Definitive endoderm to foregut endoderm, PDX1-positive foregut endoderm, PDX1-positive pancreatic endoderm or P
DX1/NKX6.1 co-positive pancreatic endoderm, endocrine precursors/precursors or NGN3/NK
X2.2 co-positive endocrine precursors/precursors, and hormone-secreting endocrine cells or INS;
It may also refer to differentiation into GCG, GHRL, SST, PP single positive endocrine cells. In processes using isolation of preprimitive streak or mesendoderm cells, a substantially pure population of preprimitive streak or mesendoderm cells can be recovered.

hES細胞から導出された内胚葉系列細胞を生成するための一般的な方法は、上記の関
連する米国特許出願、ならびにD’Amourら、2005 Nat Biotechn
ol.23:1534-41、2005年10月28日オンライン出版;D’Amour
ら、2006 Nat Biotechnol.24(11):1392-401、20
06年10月19日オンライン出版;Kroonら(2008)Nat Biotech
nol.26(4):443-452、2008年2月20日オンライン出版;Kell
yら(2011)Nat.Biotechnol.29(8):750-6、2011年
7月31日オンライン出版;およびSchulzら(2012)PLosOne、7(5
):e37004、2012年5月18日オンライン出版に記載されている。D’Amo
urらにより、5段階の分化プロトコル:ステージ1(大部分は胚体内胚葉生成がもたら
される)、ステージ2(大部分はPDX1陰性前腸内胚葉生成がもたらされる)、ステー
ジ3(大部分はPDX1陽性前腸内胚葉生成がもたらされる)、ステージ4(大部分は膵
臓内胚葉または膵臓内分泌前駆体生成がもたらされる)およびステージ5(大部分はホル
モン発現内分泌細胞生成がもたらされる)が記載されている。
General methods for generating endoderm-lineage cells derived from hES cells are described in the related US patent applications mentioned above, as well as in D'Amour et al., 2005 Nat Biotechnol.
ol. 23:1534-41, published online October 28, 2005; D'Amour
et al., 2006 Nat Biotechnol. 24(11):1392-401, 20
Published online October 19, 2006; Kroon et al. (2008) Nat Biotech
No. 26(4):443-452, published online February 20, 2008; Kell
(2011) Nat. Biotechnol. 29(8):750-6, published online July 31, 2011; and Schulz et al. (2012) PLosOne, 7(5
): e37004, published online on May 18, 2012.
described a five-stage differentiation protocol: stage 1 (resulting in the production of mostly definitive endoderm), stage 2 (resulting in the production of mostly PDX1-negative foregut endoderm), stage 3 (resulting in the production of mostly PDX1-positive foregut endoderm), stage 4 (resulting in the production of mostly pancreatic endoderm or pancreatic endocrine precursors) and stage 5 (resulting in the production of mostly hormone-expressing endocrine cells).

「栄養外胚葉」という用語は、HAND1、Eomes、MASH2、ESXL1、H
CG、KRT18、PSG3、SFXN5、DLX3、PSX1、ETS2、およびER
BB遺伝子を含む群から選択されるマーカーの発現が、非栄養外胚葉細胞または細胞集団
におけるHAND1、Eomes、MASH2、ESXL1、HCG、KRT18、PS
G3、SFXN5、DLX3、PSX1、ETS2、およびERBBの発現レベルと比較
して相対的に高い多分化能細胞を指す。
The term "trophectoderm" refers to HAND1, Eomes, MASH2, ESXL1, H
CG, KRT18, PSG3, SFXN5, DLX3, PSX1, ETS2, and ER
BB gene expression in non-trophectoderm cells or cell populations, HAND1, Eomes, MASH2, ESXL1, HCG, KRT18, PS
G3, SFXN5, DLX3, PSX1, ETS2, and ERBB expression levels.

「胚体外内胚葉」という用語は、SOX7遺伝子、SOX17遺伝子、THBD遺伝子
、SPARC遺伝子、DAB1遺伝子、またはAFP遺伝子を含む群から選択されるマー
カーの発現レベルが、非胚体外内胚葉細胞または細胞集団におけるSOX7、SOX17
、THBD、SPARC、DAB1、またはAFPの発現レベルと比較して相対的に高い
多分化能細胞を指す。
The term "extraembryonic endoderm" refers to a cell or population of cells that is differentiated from the extraembryonic endoderm by the expression level of a marker selected from the group consisting of SOX7, SOX17, THBD, SPARC, DAB1, or AFP genes.
, THBD, SPARC, DAB1, or AFP.

「前原条細胞」という用語は、FGF8マーカー遺伝子および/またはNODALマー
カー遺伝子の発現レベルが、BRACHURY low、FGF4 low、SNAI1
low、SOX17 low、FOXA2 low、SOX7 lowおよびSOX1
lowと比較して相対的に高い多分化能細胞を指す。
The term "preprimitive streak cells" refers to cells in which the expression levels of the FGF8 marker gene and/or the NODAL marker gene are BRACHURY low, FGF4 low, SNAI1 low,
low, SOX17 low, FOXA2 low, SOX7 low and SOX1
It refers to relatively high pluripotency cells compared to low.

「中内胚葉細胞」という用語は、brachyuryマーカー遺伝子、FGF4、SN
AI1、MIXL1および/またはWNT3マーカー遺伝子の発現レベルが、SOX17
low、CXCR4 low、FOXA2 low、SOX7 lowおよびSOX1
lowと比較して相対的に高い多分化能細胞を指す。
The term "mesendoderm cells" refers to the cells that express the brachyury marker gene, FGF4, SN
The expression levels of the AI1, MIXL1 and/or WNT3 marker genes are
low, CXCR4 low, FOXA2 low, SOX7 low and SOX1
It refers to relatively high pluripotency cells compared to low.

「胚体内胚葉(DE)」という用語は、腸管または腸管から導出された器官の細胞に分
化することができる多分化能内胚葉系列細胞を指す。ある特定の実施形態によると、胚体
内胚葉細胞は哺乳動物細胞であり、好ましい実施形態では、胚体内胚葉細胞はヒト細胞で
ある。本発明の一部の実施形態では、胚体内胚葉細胞は、ある特定のマーカーを発現する
、またはある特定のマーカーを有意に発現することができない。一部の実施形態では、S
OX17、CXCR4、MIXL1、GATA4、HNF3β、GSC、FGF17、V
WF、CALCR、FOXQ1、CMKOR1およびCRIP1から選択される1種また
は複数種のマーカーが胚体内胚葉細胞において発現される。他の実施形態では、OCT4
、アルファ-フェトプロテイン(AFP)、トロンボモジュリン(TM)、SPARC、
SOX7およびHNF4アルファから選択される1種または複数種のマーカーが胚体内胚
葉細胞において発現されないまたは有意には発現されない。胚体内胚葉細胞集団およびそ
れを生成する方法は、米国特許出願第11/021,618号、表題DEFINITIV
E ENDODERM、2004年12月23日出願にも記載されている。
The term "definitive endoderm (DE)" refers to multipotent endoderm lineage cells that can differentiate into cells of the gut or gut-derived organs. According to certain embodiments, the definitive endoderm cells are mammalian cells, and in preferred embodiments, the definitive endoderm cells are human cells. In some embodiments of the invention, the definitive endoderm cells express certain markers or fail to significantly express certain markers. In some embodiments, the S
OX17, CXCR4, MIXL1, GATA4, HNF3β, GSC, FGF17, V
One or more markers selected from WF, CALCR, FOXQ1, CMKOR1 and CRIP1 are expressed in definitive endoderm cells.
, alpha-fetoprotein (AFP), thrombomodulin (TM), SPARC,
One or more markers selected from SOX7 and HNF4alpha are not expressed or are not significantly expressed in definitive endoderm cells. Definitive endoderm cell populations and methods for producing same are described in U.S. Patent Application Serial No. 11/021,618, entitled DEFINITIV
E ENDODERM, filed December 23, 2004.

「PDX1陰性前腸内胚葉細胞」または「前腸内胚葉細胞」という用語またはその等価
物は、SOX17マーカー、HNF1β(HNF1B)マーカー、HNF4アルファ(H
NF4A)マーカーおよびFOXA1マーカーを発現するが、PDX1、AFP、SOX
7、またはSOX1を実質的に発現しない細胞である。PDX1陰性前腸内胚葉細胞集団
およびそれを生成する方法は、米国特許出願第11/588,693号、表題PDX1-
expressing dorsal and ventral foregut en
doderm、2006年10月27日出願にも記載されている。
The term "PDX1-negative foregut endoderm cells" or "foregut endoderm cells" or equivalents thereof refer to the SOX17 marker, HNF1β (HNF1B) marker, HNF4 alpha (HNF4α) marker,
NF4A) and FOXA1 markers, but not PDX1, AFP, or SOX
PDX1-negative foregut endoderm cell populations and methods for producing the same are described in U.S. patent application Ser. No. 11/588,693, entitled PDX1-
expressing dorsal and ventral foregut en
doderm, filed October 27, 2006.

「PDX1陽性、背側に偏向性前腸内胚葉細胞」(背側PDX1陽性前腸内胚葉細胞)
または、単に「PDX1陽性内胚葉」という用語またはその等価物は、関連する米国特許
出願第11/588,693号、表題PDX1 EXPRESSING DOSAL A
ND VENTRAL FOREGUT ENDODERM、2006年10月27日出
願、および米国特許出願第11/115,868号、表題PDX1-expressin
g endoderm、2005年4月26日出願にも記載されている、表1から選択さ
れる1種もしくは複数種のマーカーおよび/または表2から選択される1種もしくは複数
種のマーカーを発現する細胞である。
"PDX1 positive, dorsally biased foregut endoderm cells" (dorsal PDX1 positive foregut endoderm cells)
Alternatively, the term "PDX1 positive endoderm" or its equivalents may be used in conjunction with U.S. patent application Ser. No. 11/588,693, entitled PDX1 EXPRESSING DOSAL A, and/or its equivalents.
No. 11/115,868, entitled PDX1-expression ND VENTRAL FOREGUT ENDODERM, filed on October 27, 2006, and U.S. Patent Application No.
The cells express one or more markers selected from Table 1 and/or one or more markers selected from Table 2, which are also described in US Pat. No. 6,399,323, filed Apr. 26, 2005, filed by Gen Endoderm.

「膵臓内胚葉」、「膵臓上皮(pancreatic epithelial)」、「
膵臓上皮(pancreatic epithelium)」(全て「PE」と省略する
ことができる)、「膵臓前駆体」、「PDX-1陽性膵臓内胚葉」という用語または「膵
臓内胚葉細胞」(PEC)などのその等価物は全て、先駆または前駆膵臓細胞である。本
明細書に記載のPECは、ステージ4分化(約12~14日目)後の前駆細胞集団であり
、少なくとも2つの主要な別個の集団:i)PDX1およびNKX6.1を発現するが、
CHGAを発現しない(あるいはCHGA陰性、CHGA-)膵臓前駆細胞、または「非
内分泌多分化能前駆体亜集団(CHGA-)」、または「非内分泌(CHGA-)亜集団
」または「非内分泌(CHGA-)細胞」またはその等価物;およびii)CHGAを発
現する複数ホルモン性内分泌細胞(CHGA陽性、CHGA+)、または「内分泌多分化
能前駆体亜集団(CHGA+)」、または「内分泌(CHGA+)亜集団」または「内分
泌(CHGA+)細胞」またはその等価物を含む。PDX1およびNKX6.1を発現す
るが、CHGAを発現しないPEC膵臓前駆体亜集団は、「非内分泌多分化能膵臓前駆体
亜集団(CHGA-)」または「非内分泌前駆体亜集団」、「非内分泌(CHGA-)亜
集団」、「非内分泌(CHGA-)亜集団」、「多分化能前駆体亜集団」などとも称され
る。CHGAを発現するPEC複数ホルモン性内分泌細胞亜集団は「内分泌系列に傾倒し
た細胞(CHGA+)もしくは内分泌細胞」または「CHGA+細胞」などとも称される
。理論に束縛されることなく、NKX6.1を発現するがCHGAを発現しない細胞集団
は、より活性かつ治療的なPEC構成成分であると仮定され、一方、CHGA陽性複数ホ
ルモン性内分泌細胞の集団はin vivoでグルカゴン発現膵島細胞にさらに分化およ
び成熟すると仮定される。Kellyら(2011)Cell-surface mar
kers for the isolation of pancreatic cel
l types derived from human embryonic ste
m cells、Nat Biotechnol.29(8):750-756、201
1年7月31日オンライン出版およびSchulzら(2012)、A Scalabl
e System for Production of Functional Pa
ncreatic Progenitors from Human Embryoni
c Stem Cells、PLosOne 7(5):1-17、e37004を参照
されたい。
"Pancreatic endoderm", "pancreatic epithelium",
The terms "pancreatic epithelium" (which may all be abbreviated as "PE"), "pancreatic progenitors", "PDX-1 positive pancreatic endoderm" or equivalents thereof such as "pancreatic endoderm cells" (PECs) are all precursor or progenitor pancreatic cells. As described herein, PECs are a population of progenitor cells following stage 4 differentiation (about days 12-14) and are divided into at least two major distinct populations: i) they express PDX1 and NKX6.1, but
and ii) polyhormonal endocrine cells (CHGA positive, CHGA+), or "endocrine multipotent progenitor subpopulation (CHGA+)," or "endocrine (CHGA+) subpopulation" or "endocrine (CHGA+) cells" or equivalents. PEC pancreatic progenitor subpopulations that express PDX1 and NKX6.1, but do not express CHGA, are also referred to as "non-endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulation (CHGA-)" or "non-endocrine progenitor subpopulation,""non-endocrine (CHGA-) subpopulation,""non-endocrine (CHGA-) subpopulation,""multipotent progenitor subpopulation," and the like. The PEC polyhormonal endocrine cell subpopulation that expresses CHGA is also referred to as "endocrine lineage committed cells (CHGA+) or endocrine cells" or "CHGA+ cells". Without being bound by theory, it is hypothesized that the cell population that expresses NKX6.1 but not CHGA is the more active and therapeutic PEC component, while the population of CHGA positive polyhormonal endocrine cells is hypothesized to further differentiate and mature into glucagon expressing islet cells in vivo. Kelly et al. (2011) Cell-surface marrow swarm analysis of endocrine cells.
kers for the isolation of panicked cell
l types derived from human embryonic stem
m cells, Nat Biotechnol. 29(8):750-756, 201
Published online July 31, 2011 and Schulz et al. (2012), A Scalable
e System for Production of Functional Pa
Creative Progenitors from Human Embryony
c See Stem Cells, PLosOne 7(5):1-17, e37004.

さらに、時には、膵臓内胚葉細胞は、すぐ上に記載したPECを指すのではなく、一般
に少なくともステージ3およびステージ4型細胞を指して使用される。この使用および意
味は文脈から明らかになろう。このように多能性幹細胞、ならびに少なくともhES細胞
およびhIPS細胞から導出される膵臓内胚葉は、他の内胚葉系の系列細胞型とは、PD
X1、NKX6.1、PTF1A、CPA1、cMYC、NGN3、PAX4、ARXお
よびNKX2.2マーカーから選択されるマーカーの発現が示差的または高いレベルに基
づいて区別されるが、膵臓内分泌細胞の特質である遺伝子、例えばCHGA、INS、G
CG、GHRL、SST、MAFA、PCSK1およびGLUT1は実質的に発現しない
。さらに、NGN3を発現するいくつかの「内分泌前駆細胞」は他の非膵臓構造(例えば
、十二指腸)に分化することができる。膵臓内胚葉または内分泌前駆細胞集団およびその
方法は、米国特許出願第11/773,944号、表題Methods of prod
ucing pancreatic hormones、2007年7月5日出願、およ
び米国特許出願第12/107,020号、表題METHODS FOR PURIFY
ING ENDODERM AND PANCREATIC ENDODERM CEL
LS DERIVED FORM HUMAN EMBRYONIC STEM CEL
LS、2008年4月21日出願にも記載されている。
Furthermore, pancreatic endoderm cells are sometimes used to refer not to PECs as described immediately above, but generally to at least stage 3 and stage 4 type cells. This usage and meaning will be clear from the context. Thus, pancreatic endoderm derived from pluripotent stem cells, and at least hES and hIPS cells, is distinct from other endodermal lineage cell types, as are PD
The expression of markers selected from the group consisting of markers X1, NKX6.1, PTF1A, CPA1, cMYC, NGN3, PAX4, ARX and NKX2.2 is differentiated based on differential or high levels of expression, while genes characteristic of pancreatic endocrine cells, such as CHGA, INS, G
CG, GHRL, SST, MAFA, PCSK1 and GLUT1 are not substantially expressed. Furthermore, some "endocrine precursor cells" that express NGN3 can differentiate into other non-pancreatic structures (e.g., duodenum). Pancreatic endoderm or endocrine precursor cell populations and methods thereof are described in U.S. Patent Application Serial No. 11/773,944, entitled Methods of Producing Endocrine Progenitor Cells.
No. 12/107,020, entitled METHODS FOR PURIFICATION
ING ENDODERM AND PANCREATIC ENDODERM CEL
LS DELIVERED FORM HUMAN EMBRYONIC STEM CEL
LS, filed April 21, 2008.

「内分泌細胞」または「膵島ホルモン発現細胞」、「膵臓内分泌細胞」、「膵島細胞」
、「膵島」という用語またはその等価物は、複数ホルモン性または単一ホルモン性であり
得る細胞を指す。したがって、当該細胞は、ヒト膵島細胞の機能の少なくとも一部を有す
る1種または複数種の膵臓ホルモンを発現することができる。膵島ホルモン発現細胞は成
熟であっても未成熟であってよく、それらが由来する内分泌前駆体/先駆体型細胞よりも
さらに分化しており、またはさらに発生的に傾倒している。
"Endocrine cells" or "pancreatic islet hormone expressing cells", "pancreatic endocrine cells", "pancreatic islet cells"
The term "pancreatic islet" or equivalents refer to cells that may be polyhormonal or monohormonal. Thus, the cells can express one or more pancreatic hormones that have at least some of the functions of human pancreatic islet cells. Pancreatic islet hormone-expressing cells may be mature or immature and are more differentiated or developmentally committed than the endocrine precursor/progenitor type cells from which they are derived.

本明細書で使用される場合、「適正に特定された内分泌細胞」もしくは「ステージ7培
養物」、または「未成熟ベータ細胞」を含めた「未成熟内分泌細胞」という句とは、in
vivoで機能することができる、in vitroで作製された内分泌細胞集団、例
えば移植されると血中グルコースに応答してインスリンを分泌する未成熟ベータ細胞を指
す。適正に特定された内分泌細胞またはステージ7培養物は以下を含めた付加的な特性を
有し得る:移植されると、適正に特定された内分泌細胞は、機能的な膵島細胞に発達およ
び成熟することができる。適正に特定された内分泌細胞は、内分泌細胞が濃縮された(ま
たは非内分泌細胞を枯渇させた)ものであり得る。好ましい実施形態では、適正に特定さ
れた内分泌細胞集団内の細胞の約50%超がCHGA+である。より好ましい実施形態で
は、適正に特定された内分泌細胞集団内の細胞の約60%超または70%超または80%
超または90%超または95%超または98%超または100%がCHGA+である。好
ましい実施形態では、適正に特定された内分泌細胞集団内の細胞の約50%未満がCHG
A-である。より好ましい実施形態では、適正に特定された内分泌細胞集団内の細胞の約
15%未満がCHGA-である。より好ましい実施形態では、適正に特定された内分泌細
胞集団内の細胞の約10%未満または5%未満または3%未満または2%未満または1%
未満または0.5%未満または0%がCHGA-である。さらに、ステージ3の間に、適
正に特定された内分泌細胞においてNGN3発現などのある特定のマーカーの発現が抑制
され得る。ステージ5において、適正に特定された内分泌細胞におけるNGN3の発現は
増加され得る。適正に特定された内分泌細胞は単一ホルモン性(例えば、INSのみ、G
CGのみまたはSSTのみ)であり得る。適正に特定された内分泌細胞は、NKX6.1
およびPDX1を含めた他の未成熟内分泌細胞マーカーを同時発現し得る。適正に特定さ
れた内分泌細胞は、単一ホルモン性であり、かつNKX6.1およびPDX1を含めた他
の未成熟内分泌細胞マーカーを同時発現し得る。適正に特定された内分泌細胞は、全IN
S集団に対する百分率として、より多くの単一ホルモン発現INS細胞を有し得る。好ま
しい実施形態では、適正に特定された内分泌細胞は、全INS集団に対する百分率として
、単一ホルモン発現INS細胞を少なくとも50%を有する。適正に特定された内分泌細
胞は、CHGA+/INS+/NKX6.1+(三重陽性)であり得る。好ましい実施形
態では、細胞集団内の細胞の約25%超がCHGA+/TNS+/NKX6.1+(三重
陽性)である。好ましい実施形態では、細胞集団内の細胞の約30%超または40%超ま
たは50%超または60%超または70%超または80%超または90%超または95%
超または100%がCHGA+/INS+/NKX6.1+(三重陽性)である。
As used herein, the phrase "immature endocrine cells," including "stage 7 cultures" or "immature beta cells," refers to cells that are in
Refers to an in vitro generated endocrine cell population that can function in vivo, e.g., immature beta cells that secrete insulin in response to blood glucose when transplanted. The properly specified endocrine cells or stage 7 cultures may have additional properties including: when transplanted, the properly specified endocrine cells can develop and mature into functional pancreatic islet cells. The properly specified endocrine cells may be enriched for endocrine cells (or depleted of non-endocrine cells). In a preferred embodiment, greater than about 50% of the cells in the properly specified endocrine cell population are CHGA+. In a more preferred embodiment, greater than about 60%, or greater than 70%, or greater than 80% of the cells in the properly specified endocrine cell population are CHGA+.
In a preferred embodiment, less than about 50% of the cells in a properly specified endocrine cell population are CHGA+.
In a more preferred embodiment, less than about 15% of the cells in a properly specified endocrine cell population are CHGA-. In a more preferred embodiment, less than about 10%, or less than 5%, or less than 3%, or less than 2%, or less than 1% of the cells in a properly specified endocrine cell population are CHGA-.
Less than or 0.5% or 0% are CHGA-. Additionally, during stage 3, expression of certain markers, such as NGN3 expression, may be suppressed in properly specified endocrine cells. At stage 5, expression of NGN3 may be increased in properly specified endocrine cells. Properly specified endocrine cells may be monohormonal (e.g., INS only, G
Properly specified endocrine cells may be NKX6.1
Properly specified endocrine cells are monohormonal and may co-express other immature endocrine cell markers including NKX6.1 and PDX1. Properly specified endocrine cells are monohormonal and may co-express other immature endocrine cell markers including NKX6.1 and PDX1. Properly specified endocrine cells are monohormonal and may co-express other immature endocrine cell markers including NKX6.1 and PDX1.
In a preferred embodiment, the properly specified endocrine cells have at least 50% of single hormone expressing INS cells as a percentage of the total INS population. The properly specified endocrine cells may be CHGA+/INS+/NKX6.1+ (triple positive). In a preferred embodiment, more than about 25% of the cells in the cell population are CHGA+/TNS+/NKX6.1+ (triple positive). In a preferred embodiment, more than about 30% or more than 40% or more than 50% or more than 60% or more than 70% or more than 80% or more than 90% or more than 95% of the cells in the cell population are CHGA+/INS+/NKX6.1+ (triple positive).
Greater than or 100% are CHGA+/INS+/NKX6.1+ (triple positive).

「未成熟内分泌細胞」、特に「未成熟ベータ細胞」という用語またはその等価物は、少
なくとも、INS、NKX6.1、PDX1、NEUROD、MNX1、NKX2.2、
MAFA、PAX4、SNAIL2、FOXA1またはFOXA2からなる群から選択さ
れるマーカーを発現する、内分泌前駆/先駆細胞、膵臓内胚葉(PE)細胞、膵臓前腸細
胞、胚体内胚葉細胞、中内胚葉細胞または後で記載されるそれ以前に導出された任意の細
胞を含めた、任意の他の内分泌細胞先駆体から導出された細胞を指す。本明細書に記載の
未成熟ベータ細胞はINS、NKX6.1およびPDX1を発現することが好ましく、I
NSおよびNKX6.1を同時発現することがより好ましい。「未成熟内分泌細胞」、「
未成熟膵臓ホルモン発現細胞」または「未成熟膵島」という用語またはその等価物は、例
えば、少なくとも、単能性の未成熟ベータ細胞、または図45に記載の通りプレベータ細
胞を指し、他の未成熟細胞は含まず、例えば、この用語は、未成熟アルファ(グルカゴン
)細胞、または未成熟デルタ(ソマトスタチン)細胞、または未成熟イプシロン(グレリ
ン)細胞、または未成熟膵臓ポリペプチド(PP)を含まない。
The term "immature endocrine cells", in particular "immature beta cells", or equivalents thereof, includes at least INS, NKX6.1, PDX1, NEUROD, MNX1, NKX2.2,
It refers to cells derived from endocrine precursor/progenitor cells, pancreatic endoderm (PE) cells, pancreatic foregut cells, definitive endoderm cells, mesendoderm cells or any other endocrine cell precursors, including cells that express markers selected from the group consisting of MAFA, PAX4, SNAIL2, FOXA1 or FOXA2. The immature beta cells described herein preferably express INS, NKX6.1 and PDX1, and I
It is more preferable to co-express NS and NKX6.1.
The terms "immature pancreatic hormone-expressing cells" or "immature pancreatic islets" or equivalents thereof refer to, e.g., at least, unipotent immature beta cells, or pre-beta cells as described in FIG. 45, and do not include other immature cells, e.g., the term does not include immature alpha (glucagon) cells, or immature delta (somatostatin) cells, or immature epsilon (ghrelin) cells, or immature pancreatic polypeptide (PP) cells.

本明細書に記載の実施形態では、限定培地、馴化培地、フィーダーフリー培地、無血清
培地などを含めた多くの幹細胞培地培養物または成長環境が構想される。本明細書で使用
される場合、「成長環境」または「環境」という用語またはその等価物は、未分化の幹細
胞または分化した幹細胞(例えば、霊長類胚性幹細胞)がin vitroで増殖する環
境である。環境の特徴は、細胞を培養する培地、および存在する場合には支持構造(例え
ば、固体表面上の基質など)を含む。多能性細胞を培養または維持するためおよび/また
は多能性細胞を分化させるための方法は、PCT/US2007/062755、表題C
OMPOSITIONS AND METHODS USEFUL FOR CULTU
RING DIFFERENTIABLE CELLS、2007年2月23日出願;米
国特許出願第11/993,399号、表題EMBRYONIC STEM CELL
CULTURE COMPOSITIONS AND METHODS OF USE
THEREOF、2007年12月20日出願;および米国特許出願第11/875,0
57号、表題Methods and compositions for feede
r-free pluripotent stem cell media conta
ining human serum、2007年10月19日出願にも記載されている
Many stem cell medium cultures or growth environments are contemplated in the embodiments described herein, including defined medium, conditioned medium, feeder-free medium, serum-free medium, and the like. As used herein, the term "growth environment" or "environment" or its equivalents is the environment in which undifferentiated or differentiated stem cells (e.g., primate embryonic stem cells) are grown in vitro. Characteristics of the environment include the medium in which the cells are cultured and, if present, a support structure (e.g., a substrate on a solid surface, etc.). Methods for culturing or maintaining pluripotent cells and/or for differentiating pluripotent cells are described in PCT/US2007/062755, entitled "Citation and Methods of Differentiating Pluripotent Cells."
OMPOSITIONS AND METHODS USEFUL FOR CULTURE
RING DIFFERENTIABLE CELLS, filed February 23, 2007; U.S. Patent Application Serial No. 11/993,399, entitled EMBRYONIC STEM CELL
CULTURE COMPOSITIONS AND METHODS OF USE
THEREOF, filed December 20, 2007; and U.S. patent application Ser. No. 11/875,0
No. 57, entitled "Methods and compositions for feed"
r-free pluripotent stem cell media conta
This is also described in the filing of US Pat. No. 6,313,323, filed Oct. 19, 2007.

「基本的に」または「実質的に」という用語は、大部分のまたはde minimus
または低下した量の、任意の細胞集団または細胞培養物、例えば本明細書に記載の未成熟
ベータ細胞培養物中に存在する構成成分または細胞が「基本的にまたは実質的に細胞」で
ある、または「基本的または実質的にINS、NKX6.1およびPDX1を発現し、基
本的または実質的にNGN3を発現しない未成熟ベータ細胞」であることを意味する。他
の例としては、これだけに限定されないが、「基本的にまたは実質的にhES細胞」、「
基本的にまたは実質的に胚体内胚葉細胞」、「基本的にまたは実質的に前腸内胚葉細胞」
、「基本的にまたは実質的にPDX1陰性前腸内胚葉細胞」、「基本的にまたは実質的に
PDX1陽性膵臓内胚葉細胞」、「基本的にまたは実質的に膵臓内分泌先駆細胞」、「基
本的にまたは実質的に膵臓内分泌細胞」などが挙げられる。
The terms "essentially" and "substantially" mean the majority or de minimus of
By "cells" it is meant that the components or cells present in any cell population or cell culture, e.g., the immature beta cell cultures described herein, in reduced amounts, are "essentially or substantially cells" or are "immature beta cells that basally or substantially express INS, NKX6.1 and PDX1, and basally or substantially no NGN3 expression." Other examples include, but are not limited to, "essentially or substantially hES cells,""
"essentially or substantially definitive endoderm cells" or "essentially or substantially foregut endoderm cells"
"essentially or substantially PDX1-negative foregut endoderm cells,""essentially or substantially PDX1-positive pancreatic endoderm cells,""essentially or substantially pancreatic endocrine progenitor cells,""essentially or substantially pancreatic endocrine cells," and the like.

細胞培養中または細胞集団内の細胞に関して、「を実質的に含まない」という用語は、
その細胞培養物または細胞集団に含まれないと特定された細胞型が、その細胞培養物また
は細胞集団中に存在する細胞の総数の約10%未満、約9%未満、約8%未満、約7%未
満、約6%未満、約5%未満、約4%未満、約3%未満、約2%未満または約1%未満の
量で存在することを意味する。
With respect to cells in a cell culture or cell population, the term "substantially free of" means
It means that a cell type identified as not being present in the cell culture or cell population is present in an amount of less than about 10%, less than about 9%, less than about 8%, less than about 7%, less than about 6%, less than about 5%, less than about 4%, less than about 3%, less than about 2%, or less than about 1% of the total number of cells present in the cell culture or cell population.

「減少された血清」または「無血清」という用語またはその等価物は、培地中で成長さ
せる細胞培養物が含有する血清が減少されていることまたは血清を実質的に含まないこと
または血清を全く含まないことを指す。ある特定の培養条件下で、血清濃度は約0%(v
/v)から約10%(v/v)までにわたる。例えば、いくつかの分化プロセスでは、培
地の血清濃度は、約0.05%(v/v)未満、約0.1%(v/v)未満、約0.2%
(v/v)未満、約0.3%(v/v)未満、約0.4%(v/v)未満、約0.5%(
v/v)未満、約0.6%(v/v)未満、約0.7%(v/v)未満、約0.8%(v
/v)未満、約0.9%(v/v)未満、約1%未満(v/v)、約2%未満(v/v)
、約3%未満(v/v)、約4%未満(v/v)、約5%未満(v/v)、約6%未満(
v/v)、約7%未満(v/v)、約8%未満(v/v)、約9%未満(v/v)または
約10%(v/v)未満であってよい。いくつかのプロセスでは、血清を用いずに、また
は血清代替物を用いずに前原条細胞を成長させる。さらに他のプロセスでは、B27の存
在下で前原条細胞を成長させる。そのようなプロセスでは、B27サプリメントの濃度は
約0.1%(v/v)から約20%(v/v)までにわたってよい。
The terms "reduced serum" or "serum-free" or equivalents refer to a medium in which the cell culture grown contains reduced serum or is substantially free of serum or completely free of serum. Under certain culture conditions, the serum concentration is approximately 0% (v
For example, in some differentiation processes, the serum concentration in the medium ranges from less than about 0.05% (v/v), less than about 0.1% (v/v), less than about 0.2% (v/v),
(v/v), less than about 0.3% (v/v), less than about 0.4% (v/v), less than about 0.5% (v/v)
less than about 0.6% (v/v), less than about 0.7% (v/v), less than about 0.8% (v
less than about 0.9% (v/v), less than about 1% (v/v), less than about 2% (v/v)
, less than about 3% (v/v), less than about 4% (v/v), less than about 5% (v/v), less than about 6% (v/v)
The concentration of B27 supplement may range from about 0.1% (v/v) to about 20% (v/v). In some processes, the preprimitive streak cells are grown without serum or without serum replacement. In still other processes, the preprimitive streak cells are grown in the presence of B27. In such processes, the concentration of B27 supplement may range from about 0.1% (v/v) to about 20% (v/v).

さらに他のプロセスでは、B27の存在下で細胞培養物を成長させる。そのようなプロ
セスでは、B27サプリメントの濃度は約0.1%(v/v)から約20%(v/v)ま
でにわたってもよく、約20%(v/v)を超える濃度であってもよい。ある特定のプロ
セスでは、培地中のB27の濃度は、約0.1%(v/v)、約0.2%(v/v)、約
0.3%(v/v)、約0.4%(v/v)、約0.5%(v/v)、約0.6%(v/
v)、約0.7%(v/v)、約0.8%(v/v)、約0.9%(v/v)、約1%(
v/v)、約2%(v/v)、約3%(v/v)、約4%(v/v)、約5%(v/v)
、約6%(v/v)、約7%(v/v)、約8%(v/v)、約9%(v/v)、約10
%(v/v)、約15%(v/v)または約20%(v/v)である。あるいは、添加す
るB27サプリメントの濃度は、市販のB27ストック溶液の強度の倍数として測定する
ことができる。例えば、B27はInvitrogen(Carlsbad、CA)から
50×ストック溶液として入手可能である。十分な量のこのストック溶液を十分な体積の
成長培地に添加することにより、所望の量のB27が補充された培地を生成する。例えば
、50×B27ストック溶液10mlを成長培地90mlに添加することにより、5×B
27が補充された成長培地を生成することになる。培地中のB27サプリメントの濃度は
、約0.1×、約0.2×、約0.3×、約0.4×、約0.5×、約0.6×、約0.
7×、約0.8×、約0.9×、約1×、約1.1×、約1.2×、約1.3×、約1.
4×、約1.5×、約1.6×、約1.7×、約1.8×、約1.9×、約2×、約2.
5×、約3×、約3.5×、約4×、約4.5×、約5×、約6×、約7×、約8×、約
9×、約10×、約11×、約12×、約13×、約14×、約15×、約16×、約1
7×、約18×、約19×、約20×、および約20×超であり得る。
In yet other processes, the cell culture is grown in the presence of B27. In such processes, the concentration of the B27 supplement may range from about 0.1% (v/v) to about 20% (v/v), or may be greater than about 20% (v/v). In certain processes, the concentration of B27 in the medium is about 0.1% (v/v), about 0.2% (v/v), about 0.3% (v/v), about 0.4% (v/v), about 0.5% (v/v), about 0.6% (v/v), or greater than about 0.7% (v/v).
0.7% (v/v), about 0.8% (v/v), about 0.9% (v/v), about 1% (
v/v), about 2% (v/v), about 3% (v/v), about 4% (v/v), about 5% (v/v)
, about 6% (v/v), about 7% (v/v), about 8% (v/v), about 9% (v/v), about 10
% (v/v), about 15% (v/v), or about 20% (v/v). Alternatively, the concentration of B27 supplement added can be measured as a multiple of the strength of a commercially available B27 stock solution. For example, B27 is available from Invitrogen (Carlsbad, Calif.) as a 50x stock solution. A sufficient amount of this stock solution is added to a sufficient volume of growth medium to produce a medium supplemented with the desired amount of B27. For example, 10 ml of 50x B27 stock solution is added to 90 ml of growth medium to produce 5x B27.
The resulting growth medium is supplemented with B27. The concentrations of B27 supplement in the medium are about 0.1x, about 0.2x, about 0.3x, about 0.4x, about 0.5x, about 0.6x, about 0.7x, about 0.9x, about 10x, about 11x, about 12x, about 13x, about 14x, about 15x, about 16x, about 17x, about 18x, about 19x, about 20x, about 21x, about 22x, about 23x, about 24x, about 25x, about 26x, about 27x, about 28x, about 29x, about 30x, about 31x, about 32x, about 33x, about 34x, about 35x, about 36x, about 37x, about 38x, about
7x, approximately 0.8x, approximately 0.9x, approximately 1x, approximately 1.1x, approximately 1.2x, approximately 1.3x, approximately 1.
4x, approximately 1.5x, approximately 1.6x, approximately 1.7x, approximately 1.8x, approximately 1.9x, approximately 2x, approximately 2.
5x, about 3x, about 3.5x, about 4x, about 4.5x, about 5x, about 6x, about 7x, about 8x, about 9x, about 10x, about 11x, about 12x, about 13x, about 14x, about 15x, about 16x, about 1
It may be 7x, about 18x, about 19x, about 20x, and greater than about 20x.

さらに別の態様では、分化のためのインスリンレベル要件が低い場合、B27は高レベ
ルのインスリンを含有するので、B27は使用しない。例えば、出願人は、100×のB
27ストックおよびITSストック、ならびにそれぞれのRPMI中1×ワーキングスト
ック溶液中のインスリンレベルを決定した。インスリンレベルはMercodia Ul
trasensitive Insulin ELISAキットを製造者の説明書に従っ
て決定した。どちらもLife Technologies(Carlsbad、Cal
ifornia)から購入した未開封の100×および50×B27ストックおよびIT
Sストックに対してそれぞれアッセイを実施した。アッセイから生じた結果が以下の表3
に示されている。
In yet another embodiment, when the insulin level requirement for differentiation is low, B27 is not used since it contains high levels of insulin. For example, Applicants use 100x B27.
Insulin levels were determined in the 27 and ITS stocks, as well as in their respective 1× working stock solutions in RPMI.
Transsensitive insulin ELISA kits were used according to the manufacturer's instructions. Both kits were purchased from Life Technologies (Carlsbad, Calif.).
Unopened 100x and 50x B27 stocks and IT purchased from iFornia
The assay was performed on each of the S stocks. The results from the assay are shown in Table 3 below.
As shown in.

表3には、1×B27中および1×ITS中にそれぞれ約3μg/mLおよび10μg
/mLのインスリンが存在することが示されている。さらに、ITSの100×ストック
中のインスリン濃度は、製造者により記載されたインスリン濃度と一致する。Life
Technologiesは50×B27についてのインスリン濃度は提供しておらず、
したがって、製造者により示されたインスリンレベルとの比較はないが、上記の約160
μg/mLのインスリン濃度は、同時に実施した100×ITSストックの正確な測定に
基づいて、かつ、インスリンおよびインスリン様成長因子(IGF)がどちらもPI3-
キナーゼ依存性シグナル伝達のよく確立されたアゴニストであることが示され、PI3-
キナーゼ阻害剤(例えば、LY294002)によりインスリン/IGFのエフェクター
が阻害されることによって胚体内胚葉形成が促進されることが示唆されているMcLea
nら(2007)上記に基づいて、正確である。図6Aおよび図6Bを参照されたい。特
に、SOX17発現は1μg/mLのインスリンで4分の1に低下する。インスリンおよ
び/またはIGFは、KSR、FCS(ウシ胎仔血清)、FBS(ウシ胎児血清)、B2
7およびStemPro34などの種々の培地補充物質中に生物学的に活性なレベルで存
在し、そのような培養条件下では胚体内胚葉分化を阻害する可能性がある、例えば、Ji
angら(2007)上記。
Table 3 shows approximately 3 μg/mL and 10 μg/mL in 1×B27 and 1×ITS, respectively.
It has been shown that there is 100/mL of insulin present. Furthermore, the insulin concentration in the 100x stock of ITS is consistent with the insulin concentration listed by the manufacturer.
Technologies does not provide insulin concentrations for 50xB27.
Therefore, there is no comparison with the insulin levels indicated by the manufacturer, but the above approximately 160
The insulin concentration in μg/mL was based on accurate measurements of 100× ITS stock performed simultaneously, and was determined based on the fact that both insulin and insulin-like growth factor (IGF) are PI3-
It has been shown to be a well-established agonist of kinase-dependent signaling,
It has been suggested that kinase inhibitors (e.g., LY294002) inhibit insulin/IGF effectors, thereby promoting definitive endoderm formation.
(2007) supra. See Figures 6A and 6B. In particular, SOX17 expression is reduced 4-fold at 1 μg/mL insulin. Insulin and/or IGF are not associated with KSR, FCS (fetal calf serum), FBS (fetal bovine serum), B2
7 and StemPro34, and may inhibit definitive endoderm differentiation under such culture conditions.
Ang et al. (2007) supra.

本明細書で使用される場合、例えば作用物質、構成成分、成長因子、分化因子などの「
外因性」または「外因的に添加された」化合物とは、培養物または馴化培地に関しては、
培養物または培地にすでに存在していてもしていなくてもよい任意の化合物または成長因
子を補うために培養物または培地に添加される化合物を指す。例えば、一部の実施形態で
は、細胞培養物および/または細胞集団は、外因的に添加されたレチノイドを含まない。
As used herein, the term "substance" refers to a substance, e.g., an agent, component, growth factor, differentiation factor, etc.
"Exogenous" or "exogenously added" compounds, with respect to culture or conditioned medium,
It refers to a compound that is added to a culture or medium to supplement any compound or growth factor that may or may not already be present in the culture or medium. For example, in some embodiments, the cell culture and/or cell population does not contain an exogenously added retinoid.

本明細書で使用される場合、「レチノイド」とは、レチノール、レチナールまたはレチ
ノイン酸ならびにこれらの化合物のいずれかの誘導体を指す。好ましい実施形態では、レ
チノイドはレチノイン酸である。
As used herein, "retinoid" refers to retinol, retinal or retinoic acid, as well as derivatives of any of these compounds. In a preferred embodiment, the retinoid is retinoic acid.

「FGFファミリー成長因子」、「線維芽細胞成長因子」または「線維芽細胞成長因子
ファミリーのメンバー」という用語は、FGF1、FGF2、FGF3、FGF4、FG
F5、FGF6、FGF7、FGF8、FGF9、FGF10、FGF11、FGF12
、FGF13、FGF14、FGF15、FGF16、FGF17、FGF18、FGF
19、FGF20、FGF21、FGF22およびFGF23を含む群から選択されるF
GFを意味する。一部の実施形態では、「FGFファミリー成長因子」、「線維芽細胞成
長因子」または「線維芽細胞成長因子ファミリーのメンバー」とは、公知の線維芽細胞成
長因子ファミリーのメンバーとの相同性および/またはそれと同様の機能を有する任意の
成長因子を意味する。
The term "FGF family growth factor,""fibroblast growth factor," or "member of the fibroblast growth factor family" refers to FGF1, FGF2, FGF3, FGF4, FGF5, FGF6, FGF7, FGF8, FGF9, FGF10, FGF11, FGF12, FGF13, FGF14, FGF15, FGF16, FGF17, FGF18, FGF19 ...
F5, FGF6, FGF7, FGF8, FGF9, FGF10, FGF11, FGF12
, FGF13, FGF14, FGF15, FGF16, FGF17, FGF18, FGF
19. FGF selected from the group including FGF20, FGF21, FGF22 and FGF23
In some embodiments, "FGF family growth factor,""fibroblast growth factor" or "fibroblast growth factor family member" refers to any growth factor that has homology to and/or similar function to a known member of the fibroblast growth factor family.

「TGFβスーパーファミリー成長因子」または「TGFβスーパーファミリーリガン
ド」または「TGFβTGF-ベータシグナル伝達経路活性化因子」という用語またはそ
の等価物は、TGF-ベータ1、TGF-ベータ2、TF-ベータ3、GDF-15、G
DF-9、BMP-15、BMP-16、BMP-3、GDF-10、BMP-9、BM
P-10、GDF-6、GDF-5、GDF-7、BMP-5、BMP-6、BMP-7
、BMP-8、BMP-2、BMP-4、GDF-3、GDF-1、GDF11、GDF
8、アクチビンベータC、アクチビンベータE、アクチビンベータAおよびアクチビンベ
ータB、BMP-14、GDF-14、MIS、インヒビンアルファ、Lefty1、L
efty2、GDNF、ニュールツリン、パーセフィンおよびアルテミンのサブファミリ
ーを含めた、30種超の構造的に関連するタンパク質を指す。Changら(2002)
Endocrine Rev. 23(6):787-823を参照されたい。これらの
リガンドは、一般には、およそ400~500アミノ酸(aa)のプレプロペプチドとし
て合成され、「TGFβスーパーファミリー成長因子」または「TGFβスーパーファミ
リーリガンド」または「TGFβTGF-ベータシグナル伝達経路活性化因子」またはそ
の等価物は全長のタンパク質であってもそのタンパク質分解によるペプチドであってもよ
い。
The term "TGFβ superfamily growth factor" or "TGFβ superfamily ligand" or "TGFβ TGF-beta signaling pathway activator" or equivalents refer to TGF-beta 1, TGF-beta 2, TF-beta 3, GDF-15, G
DF-9, BMP-15, BMP-16, BMP-3, GDF-10, BMP-9, B
P-10, GDF-6, GDF-5, GDF-7, BMP-5, BMP-6, BMP-7
, BMP-8, BMP-2, BMP-4, GDF-3, GDF-1, GDF11, GDF
8, activin beta C, activin beta E, activin beta A and activin beta B, BMP-14, GDF-14, MIS, inhibin alpha, Lefty1, L
Refers to over 30 structurally related proteins, including the efty2, GDNF, neurturin, persephin and artemin subfamilies. Chang et al. (2002)
See Endocrine Rev. 23(6):787-823. These ligands are generally synthesized as prepropeptides of approximately 400-500 amino acids (aa), and the "TGFβ superfamily growth factors" or "TGFβ superfamily ligands" or "TGFβ TGF-beta signaling pathway activators" or equivalents may be full-length proteins or peptides derived from proteolysis thereof.

「ERBBリガンド」という用語は、ErbB受容体のいずれか1つに結合し、それが
今度は別のErbB受容体と二量体を形成し得、または単量体として機能し得、それによ
ってErbB部分単量体もしくは二量体またはヘテロ二量体受容体のチロシンキナーゼ活
性を活性化する、リガンドを指す。ErbBリガンドの非限定的な例としては、ニューレ
グリン-1;これだけに限定されないが、HRG-β、HRG-α、Neu分化因子(N
DF)、アセチルコリン受容体誘導活性(ARIA)、グリア細胞成長因子2(GGF2
)、および感覚ニューロンおよび運動ニューロン由来因子(Sensory And M
otor Neuron-Derived Factor)(SMDF)を含めたニュー
レグリン-1のスプライスバリアントおよびアイソフォーム;ニューレグリン-2;これ
だけに限定されないが、NRG2-βを含めたニューレグリン-2のスプライスバリアン
トおよびアイソフォーム;エピレギュリン;およびビレギュリン(Biregulin)
が挙げられる。
The term "ERBB ligand" refers to a ligand that binds to any one of the ErbB receptors, which in turn can form a dimer with another ErbB receptor or function as a monomer, thereby activating the tyrosine kinase activity of the ErbB partial monomer or dimer or heterodimeric receptor. Non-limiting examples of ErbB ligands include neuregulin-1; HRG-β, HRG-α, Neu differentiation factor (NRF), and the like.
DF), acetylcholine receptor induced activity (ARIA), glial growth factor 2 (GGF2
), and sensory and motor neuron derived factors (Sensory and Motor Neuron Derived Factors
splice variants and isoforms of Neuregulin-1, including but not limited to, Synaptic Neuron-Derived Factor (SMDF); Neuregulin-2; splice variants and isoforms of Neuregulin-2, including but not limited to, NRG2-β; Epiregulin; and Biregulin.
Examples include:

「発現」という用語は、本明細書で使用される場合、材料または物質の生成ならびに材
料または物質の生成のレベルまたは量を指す。したがって、特定のマーカーの発現を決定
することとは、発現されるマーカーの相対量または絶対量を検出することまたは単にマー
カーが存在するかしないかを検出することを指す。
The term "expression" as used herein refers to the production of a material or substance as well as the level or amount of production of a material or substance. Thus, determining the expression of a particular marker refers to detecting the relative or absolute amount of the marker that is expressed or simply detecting whether the marker is present or absent.

「マーカー」という用語は、本明細書で使用される場合、観察または検出することがで
きる任意の分子を指す。例えば、マーカーとしては、これだけに限定されないが、特定の
遺伝子の転写物などの核酸、遺伝子のポリペプチド産物、非遺伝子産物ポリペプチド、糖
タンパク質、炭水化物、糖脂質、脂質、リポタンパク質または小分子(例えば、分子量が
10,000amu未満の分子)を挙げることができる。
The term "marker" as used herein refers to any molecule that can be observed or detected. For example, markers can include, but are not limited to, nucleic acids such as transcripts of a particular gene, polypeptide products of genes, non-gene product polypeptides, glycoproteins, carbohydrates, glycolipids, lipids, lipoproteins, or small molecules (e.g., molecules with a molecular weight of less than 10,000 amu).

本明細書に記載の大多数のマーカーについて、公式のHuman Genome Or
ganization(HUGO)遺伝子記号が提供される。HUGO Gene No
menclature Committeeにより開発されるそのような記号により、命
名されたヒト遺伝子および遺伝子産物のそれぞれに対して固有の略語が提供される。当業
者はこれらの遺伝子記号を容易に認識することができ、また、対応する固有のヒト遺伝子
および/またはタンパク質配列と容易に関連付けることができる。
For the majority of markers described herein, the official Human Genome Or
HUGO Gene No.
Such symbols, developed by the Menculation Committee, provide unique abbreviations for each named human gene and gene product, which those of skill in the art can readily recognize and associate with the corresponding unique human gene and/or protein sequences.

HUGOによる名称によると、以下の遺伝子記号は次のように定義される:GHRL-
グレリン;IAPP-島アミロイドポリペプチド;INS-インスリン;GCG-グルカ
ゴン;ISL1-ISL1転写因子;PAX6-ペアードボックス遺伝子6;PAX4-
ペアードボックス遺伝子4;NEUROG3-ニューロゲニン3(NGN3);NKX2
-2-NKX2転写因子関連遺伝子座2(NKX2.2);NKX6-1-NKX6転写
因子関連遺伝子座1(NKX6.1);IPF1-インスリン プロモーター 因子1(P
DX1);ONECUT1-ワンカットドメイン、ファミリーメンバー1(HNF6);
HLXB9-ホメオボックスB9(HB9);TCF2-転写因子2、肝臓(HNF1b
);FOXA1-フォークヘッドボックスA1;HGF-肝細胞成長因子;IGF1-イ
ンスリン様成長因子1;POU5F1-POUドメイン、クラス5、転写因子1(OCT
4);NANOG-Nanogホメオボックス;SOX2-SRY(性決定領域Y)-ボ
ックス2;CDH1-カドヘリン1、1型、E-カドヘリン(ECAD);T-brac
hyuryホモログ(BRACH);FGF4-線維芽細胞成長因子4;WNT3-無翅
型MMTV組み込み部位ファミリー、メンバー3;SOX17-SRY(性決定領域Y)
-ボックス17;GSC-グースコイド;CER1-(ケルベロス1、システインノット
スーパーファミリー、ホモログ(CER);CXCR4-ケモカイン(C-X-Cモチー
フ)受容体4;FGF17-線維芽細胞成長因子17;FOXA2-フォークヘッドボッ
クスA2;SOX7-SRY(性決定領域Y)-ボックス7;SOX1-SRY(性決定
領域Y)-ボックス1;AFP-アルファ-フェトプロテイン;SPARC-分泌タンパ
ク質、酸性、システインリッチ(オステオネクチン);およびTHBD-トロンボモジュ
リン(TM)、NCAM-神経系細胞接着分子;SYP-シナプトフィジン;ZIC1-
Zicファミリーメンバー1;NEF3-神経フィラメント3(NFM);SST-ソマ
トスタチン;MAFA-v-maf筋腱膜線維肉腫癌遺伝子ホモログA;MAFB-v-
maf筋腱膜線維肉腫癌遺伝子ホモログB;SYP-シナプトフィジン;CHGA-クロ
モグラニンA(副甲状腺分泌型タンパク質1);NGN3-ニューロゲニン3、NKX2
.2-NK2ホメオボックス2;NKX6.1-NK6ホメオボックス1;ID1-DN
A結合性1、GHRL-グレリン/オベスタチンプレプロペプチドの阻害剤、GSK-グ
リコーゲンシンターゼキナーゼ、G6PC2-グルコース-6-ホスファターゼ、UCN
3-ウロコルチン3、PCSK1-プロタンパク質転換酵素スブチリシン/ケキシン1型
、SLC30A8-溶質輸送体ファミリー30(亜鉛輸送体)、メンバー8、およびCA
DH1-E-カドヘリン。線維芽細胞成長因子7(FGF7)およびケラチノサイト成長
因子(KGF)という用語は同義である。
According to the HUGO nomenclature, the following gene symbols are defined as follows: GHRL-
Ghrelin; IAPP-islet amyloid polypeptide; INS-insulin; GCG-glucagon; ISL1-ISL1 transcription factor; PAX6-paired box gene 6; PAX4-
Paired box gene 4; NEUROG3-neurogenin 3 (NGN3); NKX2
-2-NKX2 transcription factor associated locus 2 (NKX2.2); NKX6-1-NKX6 transcription factor associated locus 1 (NKX6.1); IPF1-insulin promoter factor 1 (IPF1)
DX1);ONECUT1-Onecut domain, family member 1 (HNF6);
HLXB9 - homeobox B9 (HB9); TCF2 - transcription factor 2, liver (HNF1b
); FOXA1-Forkhead box A1; HGF-Hepatocyte growth factor; IGF1-Insulin-like growth factor 1; POU5F1-POU domain, class 5, transcription factor 1 (OCT
4); NANOG-Nanog homeobox; SOX2-SRY (sex determining region Y)-box 2; CDH1-cadherin 1, type 1, E-cadherin (ECAD); T-brac
hyury homolog (BRACH); FGF4-fibroblast growth factor 4; WNT3-wingless MMTV integration site family, member 3; SOX17-SRY (sex determining region Y)
-box 17; GSC-goosecoid; CER1-(cerberus 1, cysteine knot superfamily, homolog (CER); CXCR4-chemokine (C-X-C motif) receptor 4; FGF17-fibroblast growth factor 17; FOXA2-forkhead box A2; SOX7-SRY (sex determining region Y)-box 7; SOX1-SRY (sex determining region Y)-box 1; AFP-alpha-fetoprotein; SPARC-secreted protein, acidic, cysteine-rich (osteonectin); and THBD-thrombomodulin (TM), NCAM-neuronal cell adhesion molecule; SYP-synaptophysin; ZIC1-
Zic family member 1; NEF3-neurofilament 3 (NFM); SST-somatostatin; MAFA-v-maf musculoaponeurotic fibrosarcoma oncogene homolog A; MAFB-v-
maf-musculoaponeurotic fibrosarcoma oncogene homolog B; SYP-synaptophysin; CHGA-chromogranin A (parathyroid secretory protein 1); NGN3-neurogenin 3, NKX2
.2-NK2 homeobox 2; NKX6.1-NK6 homeobox 1; ID1-DN
A binding 1, GHRL - inhibitor of ghrelin/obestatin prepropeptide, GSK - glycogen synthase kinase, G6PC2 - glucose-6-phosphatase, UCN
3-Urocortin 3, PCSK1-Proprotein convertase subtilisin/kexin type 1, SLC30A8-Solute carrier family 30 (zinc transporter), member 8, and CA
DH1-E-cadherin. The terms fibroblast growth factor 7 (FGF7) and keratinocyte growth factor (KGF) are synonymous.

多能性細胞から種々の多分化能および/または分化した細胞への進行は、遺伝子、また
は遺伝子マーカーの相対的な発現量、特定の細胞の特性を、第2の遺伝子または対照遺伝
子、例えばハウスキーピング遺伝子の発現と比較して決定することによってモニタリング
することができる。いくつかのプロセスでは、ある特定のマーカーの発現を、マーカーが
存在するかしないかを検出することによって決定する。あるいは、ある特定のマーカーの
発現は、細胞培養物または細胞集団の細胞中でマーカーが存在するレベルを測定すること
によって決定することができる。そのようなプロセスでは、マーカーの発現の測定は定性
的であっても定量的であってもよい。マーカー遺伝子によって生成するマーカーの発現を
定量化する1つの方法は、定量的PCR(Q-PCR)を使用することによるものである
。Q-PCRを実施する方法は当技術分野で周知である。当技術分野で公知の他の方法も
、マーカー遺伝子発現を定量化するために使用することができる。例えば、マーカー遺伝
子の発現産物は、目的のマーカー遺伝子産物に特異的な抗体を使用することによって検出
することができる。
The progression from pluripotent cells to various multipotent and/or differentiated cells can be monitored by determining the relative expression of a gene, or gene marker, a characteristic of a particular cell, compared to the expression of a second or control gene, e.g., a housekeeping gene. In some processes, the expression of a particular marker is determined by detecting whether the marker is present or absent. Alternatively, the expression of a particular marker can be determined by measuring the level at which the marker is present in the cells of a cell culture or cell population. In such processes, the measurement of the expression of the marker can be qualitative or quantitative. One way to quantify the expression of a marker produced by a marker gene is by using quantitative PCR (Q-PCR). Methods for performing Q-PCR are well known in the art. Other methods known in the art can also be used to quantify marker gene expression. For example, the expression product of a marker gene can be detected by using an antibody specific for the marker gene product of interest.

多くの遺伝子を高い感度および効率で解析するために、さらなる多重化アッセイおよび
/または方法体系が利用可能である。例えば、少なくとも、Nanostring(Se
attle、WA、USA)により提供されるnCounter Systemを用いて
、使用者は現在のところ800種に至るまでの遺伝子の発現レベルを同時に、定量的PC
R系に匹敵する感度で、かつ15分未満の反応当たりの実践時間で解析することができる
。したがって、試料(例えば、それぞれステージ4PECおよびステージ7内分泌前駆体
/先駆体および内分泌細胞培養物)のいずれかの中の全RNAを、6100核酸抽出器(
Applied Biosystems;Foster City、CA、USA)を使
用して単離することができ(例えば、3連で)、Nanostring nCounte
r systemを使用して遺伝子発現を定量化するためには反応当たり約100ngが
必要である。また、アナログ検出の代わりに、nCounter systemではデジ
タル検出を使用し、それにより、各遺伝子転写物を、有色のフルオロフォアの固有の連な
り(分子バーコード)に付着したDNAのセグメントに結合したプローブによって検出す
る。したがって、その転写物の同定は連なり上の蛍光体の強度ではなく蛍光体の順序のみ
に依存する。第2に、試料中の全転写物の数を、特定の蛍光体の連なり(バーコード)が
検出される総回数を計数することによって数量化する。さらに、この方法は、標的mRN
Aの増幅を必要とせず、したがって、その範囲は発現の生物学的範囲、一般には、3桁に
わたるものである。現在この系では、細胞当たり20コピー(10fM)の単一の転写物
のわずか1.2倍の変化を、統計的有意性(p<0.05)を伴って測定することができ
る。細胞当たり0.5コピーから20コピーの間のレベルで発現される遺伝子については
、発現レベルの1.5倍の差異が同じレベルの信頼度で検出可能である。
Additional multiplexed assays and/or methodologies are available for analyzing large numbers of genes with high sensitivity and efficiency. For example, at least Nanostring (Se
Using the nCounter System provided by the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (Attleboro, WA, USA), users can simultaneously measure the expression levels of up to 800 genes using quantitative PCA.
The R system can be used to analyze the total RNA from any of the samples (e.g., stage 4 PEC and stage 7 endocrine precursor/precursor and endocrine cell cultures, respectively) using a 6100 Nucleic Acid Extractor (
The antibodies can be isolated (e.g., in triplicate) using a Nanostring nCounte™ PCR kit (Applied Biosystems; Foster City, Calif., USA) or a Nanostring nCounte™ PCR kit (Applied Biosystems; Foster City, Calif., USA).
Approximately 100 ng per reaction is required to quantify gene expression using the nCounter system. Also, instead of analog detection, the nCounter system uses digital detection, whereby each gene transcript is detected by a probe bound to a segment of DNA attached to a unique string of colored fluorophores (molecular barcode). Thus, the identity of the transcript depends only on the order of the fluorophores on the string, not on the intensity of the fluorophores. Second, the number of total transcripts in a sample is quantified by counting the total number of times a particular string of fluorophores (barcode) is detected. Furthermore, this method allows the detection of target mRNAs.
The system does not require amplification of A and therefore spans the biological range of expression, typically three orders of magnitude. Currently, with this system, as little as a 1.2-fold change in a single transcript at 20 copies (10 fM) per cell can be measured with statistical significance (p<0.05). For genes expressed at levels between 0.5 and 20 copies per cell, a 1.5-fold difference in expression level is detectable with the same level of confidence.

いくつかのプロセスでは、他の遺伝子の低発現と比較した以下の遺伝子の高発現により
、細胞のある特定の集団が示される。例えば、SOX17、SOX7、AFPまたはTH
BDにより胚体外内胚葉が示され、NODALおよび/またはFGF8により前原条が示
され、brachyury、FGF4、SNAI1および/またはWNT3により中内胚
葉が示され、CER、GSC、CXCR4、SOX17およびFOXA2により胚体内胚
葉細胞が示され、SOX17、FOXA2、FOXA1、HNF1BおよびHNF4Aに
より前腸内胚葉(またはPDX1陰性内胚葉)が示され、PDX1、HNF6、SOX9
およびPROX1によりPDX1陽性内胚葉が示され;PDX1、NKX6.1、PTF
A1、CPAおよびcMYCにより膵臓上皮(PEまたは膵臓前駆体)が示され、NGN
3、PAX4、ARXおよびNKX2.2により内分泌前駆/先駆細胞が示され、INS
、GCG、GHRL、SSTおよびPPにより種々の内分泌細胞が示され、MAFA遺伝
子発現がMAFB遺伝子発現に対して相対的に高いことにより、インスリン分泌内分泌細
胞が示され、MAFA遺伝子発現に対するMAFBの相対的な高発現により、グルカゴン
分泌内分泌細胞が示される。さらにある特定の図には、特定の系列の特定の細胞型に典型
的なこれらの「シグネチャー」または「重要な」マーカーのみが示されている。他のマー
カーまたは遺伝子、例えば、構成的に発現される、またはある特定の系列もしくは全ての
系列の全てもしくは大部分もしくは大多数の細胞型において発現される遺伝子が発現され
ているが、示されていないまたは記載されていないことが当業者にはよく理解されるであ
ろう。
In some processes, certain populations of cells are indicated by high expression of the following genes compared to low expression of other genes, e.g., SOX17, SOX7, AFP, or TH
BD indicates extraembryonic endoderm, NODAL and/or FGF8 indicate the anterior primitive streak, brachyury, FGF4, SNAI1 and/or WNT3 indicate mesendoderm, CER, GSC, CXCR4, SOX17 and FOXA2 indicate definitive endoderm cells, SOX17, FOXA2, FOXA1, HNF1B and HNF4A indicate foregut endoderm (or PDX1-negative endoderm), PDX1, HNF6, SOX9
and PROX1, indicating PDX1-positive endoderm; PDX1, NKX6.1, PTF
A1, CPA and cMYC indicate pancreatic epithelium (PE or pancreatic precursor), and NGN
3. PAX4, ARX and NKX2.2 indicate endocrine precursor/progenitor cells, and INS
, GCG, GHRL, SST and PP indicate various endocrine cells, high MAFA gene expression relative to MAFB gene expression indicates insulin-secreting endocrine cells, and high expression of MAFB relative to MAFA gene expression indicates glucagon-secreting endocrine cells. Moreover, certain figures show only those "signature" or "important" markers typical of a particular cell type of a particular lineage. It will be well understood by those skilled in the art that other markers or genes are expressed but not shown or described, for example, genes that are constitutively expressed or expressed in all or most or the majority of cell types of a particular lineage or all lineages.

人工多能性幹(iPS)細胞を生成するための方法
本明細書に記載の実施形態は、いかなる1つの型のiPS細胞にも、いかなる1つのi
PS細胞の生成方法にも限定されない。種々の方法が存在するので、実施形態は限定的な
ものではない、またはiPS細胞の生成の効率のレベルに左右される。本明細書に記載の
実施形態はiPS細胞の内胚葉系列細胞への分化およびその使用にあてはまる。
Methods for generating induced pluripotent stem (iPS) cells The embodiments described herein can be used to generate any one type of iPS cell or any one iPS cell.
There is also no limitation on the method of generating PS cells. Various methods exist, so the embodiments are not limiting or depend on the level of efficiency of generating iPS cells. The embodiments described herein apply to differentiation of iPS cells into endoderm lineage cells and uses thereof.

ある特定の核再プログラミング因子を使用した研究により、多能性幹細胞または多能性
様幹細胞を患者自身の体細胞から導出することが可能になった。これらの細胞は人工多能
性幹(iPS)細胞とも称される。本発明では、Shinya Yamanaka、Ky
oto Universityにより提供された種々のiPS細胞株について記載されて
いる。しかし、他のiPS細胞株、例えばJames Thomsonら、A1.に記載
されているものは本発明によるものである。米国特許出願公開第20090047263
号、国際公開WO2005/80598、米国特許出願公開第20080233610号
および国際公開WO2008/11882を参照されたい。したがって、本明細書で使用
される場合、「人工多能性幹(iPS)細胞」とは、他の多能性幹細胞、例えばhES細
胞、hEG細胞、pPS(霊長類多能性幹)細胞、単為発生細胞などと同様の性質を有す
る細胞を意味する。
Research using certain nuclear reprogramming factors has made it possible to derive pluripotent stem cells or pluripotent-like stem cells from a patient's own somatic cells. These cells are also called induced pluripotent stem (iPS) cells.
Various iPS cell lines provided by the University of Toronto have been described. However, other iPS cell lines are contemplated by the present invention, such as those described in James Thomson et al., A1. US Patent Application Publication No. 20090047263
See, for example, International Publication No. WO 2005/80598, U.S. Patent Application Publication No. 20080233610, and International Publication No. WO 2008/11882. Thus, as used herein, "induced pluripotent stem (iPS) cells" refers to cells that have similar properties to other pluripotent stem cells, such as hES cells, hEG cells, pPS (primate pluripotent stem) cells, parthenogenetic cells, and the like.

核プログラミング因子は、米国特許出願公開第20090047263号、国際公開W
O2005/80598、米国特許出願公開第20080233610号および国際公開
WO2008/11882に記載されており、卵、胚、またはES細胞を使用せずに、分
化した細胞の再プログラミングを誘導するために使用される。本発明で使用され、記載さ
れているものと同様の核再プログラミング因子を使用することによって体細胞から誘導さ
れたiPS細胞を調製するための方法は特に限定されない。好ましい実施形態では、体細
胞および人工多能性幹細胞が増殖し得る環境で、核再プログラミング因子を体細胞と接触
させる。本明細書に記載のある特定の実施形態の利点は、卵、胚、または胚性幹(ES)
細胞の不在下で核再プログラミング因子を体細胞と接触させることによって人工多能性幹
細胞を調製することができることである。核再プログラミング因子を使用することによっ
て、体細胞の核を再プログラミングしてiPS細胞または「ES様細胞」を得ることがで
きる。
Nuclear programming factors are described in U.S. Patent Application Publication No. 20090047263, International Publication No. WO 2009/023361, and the like.
US2005/80598, US20080233610 and International Publication WO2008/11882, and are used to induce reprogramming of differentiated cells without the use of eggs, embryos, or ES cells. The method for preparing iPS cells derived from somatic cells by using nuclear reprogramming factors similar to those used and described in the present invention is not particularly limited. In a preferred embodiment, the nuclear reprogramming factors are contacted with somatic cells in an environment in which somatic cells and induced pluripotent stem cells can proliferate. The advantage of certain embodiments described herein is that the reprogramming of iPS cells can be achieved without the use of eggs, embryos, or embryonic stem (ES) cells.
The advantage of this method is that induced pluripotent stem cells can be prepared by contacting nuclear reprogramming factors with somatic cells in the absence of cells. By using nuclear reprogramming factors, the nuclei of somatic cells can be reprogrammed to obtain iPS cells or "ES-like cells".

本明細書に記載の多能性幹細胞は、hES細胞であるかiPS細胞であるかにかかわら
ず、これだけに限定されないが、アルカリホスファターゼ(AP);ABCG2;ステー
ジ特異的胚抗原-1(SSEA-1);SSEA-3;SSEA-4;TRA-1-60
;TRA-1-81;Tra-2-49/6E;ERas/ECAT5、E-カドヘリン
;.β.III-チューブリン;.アルファ.-平滑筋アクチン(アルファ.-SMA)
;線維芽細胞成長因子4(Fgf4)、クリプト(Cripto)、Dax1;ジンクフ
ィンガータンパク質296(Zfp296);N-アセチルトランスフェラーゼ-1(N
at1);(ES細胞関連転写物1(ECAT1);ESG1/DPPA5/ECAT2
;ECAT3;ECAT6;ECAT7;ECAT8;ECAT9;ECAT10;EC
AT15-1;ECAT15-2;Fthl17;Sall4;未分化胚細胞転写因子(
Utf1);Rex1;p53;G3PDH;TERTを含めたテロメラーゼ;サイレン
トX染色体遺伝子;Dnmt3a;Dnmt3b;TRIM28;F-ボックス含有タン
パク質15(Fbx15);Nanog/ECAT4;Oct3/4;Sox2;Klf
4;c-Myc;Esrrb;TDGF1;GABRB3;Zfp42、FoxD3;G
DF3;CYP25A1;発生多能性関連2(developmental pluri
potency-associated 2)(DPPA2);T細胞リンパ腫ブレイク
ポイント1(T-cell lymphoma breakpoint 1)(Tcl1
);DPPA3/Stella;DPPA4などを含めた任意の数の多能性細胞マーカー
を発現し得る。本発明は本明細書において列挙されているマーカーに限定されず、細胞表
面マーカー、抗原、ならびにEST、RNA(マイクロRNAおよびアンチセンスRNA
を含む)、DNA(遺伝子およびcDNAを含む)およびその一部を含めた他の遺伝子産
物などのマーカーを包含することが理解される。
Pluripotent stem cells as described herein, whether hES cells or iPS cells, include, but are not limited to, alkaline phosphatase (AP); ABCG2; stage-specific embryonic antigen-1 (SSEA-1); SSEA-3; SSEA-4; TRA-1-60
;TRA-1-81;Tra-2-49/6E;ERas/ECAT5, E-cadherin;.beta.III-tubulin;.alpha.-smooth muscle actin (alpha.-SMA)
fibroblast growth factor 4 (Fgf4), Cripto, Dax1; zinc finger protein 296 (Zfp296); N-acetyltransferase-1 (N
at1); (ES cell-associated transcript 1 (ECAT1); ESG1/DPPA5/ECAT2
;ECAT3;ECAT6;ECAT7;ECAT8;ECAT9;ECAT10;ECAT
AT15-1; ECAT15-2; Fthl17; Sall4; blastocyte transcription factor (
Utf1); Rex1; p53; G3PDH; telomerase including TERT; silent X genes; Dnmt3a; Dnmt3b; TRIM28; F-box-containing protein 15 (Fbx15); Nanog/ECAT4; Oct3/4; Sox2; Klf
4; c-Myc; Esrrb; TDGF1; GABRB3; Zfp42, FoxD3; G
DF3; CYP25A1; developmental pluripotency-related 2
potency-associated 2 (DPPA2); T-cell lymphoma breakpoint 1 (Tcl1
), DPPA3/Stella; DPPA4, and the like. The present invention is not limited to the markers listed herein, and may include cell surface markers, antigens, and ESTs, RNA (microRNA and antisense RNA).
It is understood that the term encompasses markers such as markers of the present invention, including sequences thereof, DNA (including genes and cDNA) and other gene products, including portions thereof.

一実施形態では、本明細書で使用されるiPS細胞株は、以下の核再プログラミング因
子遺伝子を含有する:Octファミリー遺伝子、Klfファミリー遺伝子、およびSox
ファミリー遺伝子。ある1つのiPS細胞株では、以下の3種類の遺伝子:Oct3/4
、Klf4、およびSox2のそれぞれが提供される。以下の3種類の遺伝子:Octフ
ァミリー遺伝子、Klfファミリー遺伝子、およびMycファミリー遺伝子、例えば、O
ct3/4、Klf4およびc-Mycのそれぞれの他のiPS細胞株遺伝子産物を使用
した。したがって、核再プログラミング因子はMycファミリー遺伝子を伴ってもよく伴
わなくてもよいことが理解される。
In one embodiment, the iPS cell lines used herein contain the following nuclear reprogramming factor genes: Oct family genes, Klf family genes, and Sox family genes.
Family genes. In one iPS cell line, the following three genes: Oct3/4
Three types of genes are provided: Oct family genes, Klf family genes, and Myc family genes, e.g., O
Other iPS cell line gene products of each of ct3/4, Klf4 and c-Myc were used, and it is therefore understood that nuclear reprogramming factors may or may not be associated with Myc family genes.

本明細書に記載されており、当技術分野でも公知の核再プログラミング因子は、分化し
た成体の体細胞からiPS細胞を生じさせるために使用することができ、また、これは再
プログラミングされる体細胞の型に限定されない、すなわち、任意の種類の体細胞を再プ
ログラミングまたは脱分化させることができる。体細胞の再プログラミングには卵および
/または胚が必要ないので、iPS細胞は哺乳動物細胞であってよく、したがって、患者
または疾患に特異的な多能性幹細胞を生じさせる機会がもたらされる。
The nuclear reprogramming factors described herein and known in the art can be used to generate iPS cells from differentiated adult somatic cells and are not limited to the type of somatic cell that is reprogrammed, i.e., any kind of somatic cell can be reprogrammed or dedifferentiated. Since somatic cell reprogramming does not require an egg and/or embryo, the iPS cells can be mammalian cells, thus providing the opportunity to generate patient or disease specific pluripotent stem cells.

アデノウイルス、プラスミド、またはCre-loxP3もしくはpiggy BAC
転位を使用した再プログラミング因子の切除を使用する、人工多能性幹細胞(iPSC)
を生じさせるためのウイルスによる方法、ウイルスによらない方法および非組込み型ウイ
ルスによる方法が記載されている。Stadtfeld,M.ら、Science 32
2、945-949(2008);Okita,K.ら、Science 322、94
9-953(2008);Kaji,K.ら、Nature 458、771-775(
2009);Soldner,F.ら、Cell 136、964-977(2009)
;およびWoltjen,K.ら、Nature 458、766-770(2009)
を参照されたい。同様に、Mack,A.らに対する米国特許出願公開第2010000
3757号(2010年1月7日公開)およびShiらに対するPCT/US2009/
037429も参照されたい。しかし、これらの方法の再プログラミング効率は低く(<
0.003%)、切除にもかかわらずベクター配列が残留する可能性があり、それにより
、それらの治療への適用が限定される。例えば、上記の転写因子の宿主ゲノムへのウイル
スによる組み込みおよび過剰発現は腫瘍形成に関連付けられており、導入遺伝子の発現が
残留することは、ES細胞およびiPS細胞を区別する潜在的な特徴である。Solde
r,F.ら、Cell 136:964-977(2009);Fosterら、Onc
ogene 24:1491-1500(2005);およびHochedlinger
,K.ら、Cell 121:465-477(2005)を参照されたい。
Adenovirus, plasmid, or Cre-loxP3 or piggy BAC
Induced pluripotent stem cells (iPSCs) using ablation of reprogramming factors using transposition
Viral, non-viral and non-integrating viral methods for generating the .
2, 945-949 (2008); Okita, K. et al., Science 322, 94
9-953 (2008); Kaji, K. et al., Nature 458, 771-775 (
2009); Soldner, F. et al., Cell 136, 964-977 (2009)
and Woltjen, K. et al., Nature 458, 766-770 (2009)
See also U.S. Patent Application Publication No. 2010000 to Mack, A. et al.
No. 3757 (published Jan. 7, 2010) and PCT/US2009/003666 to Shi et al.
See also 037429. However, the reprogramming efficiency of these methods is low (<
0.003%), despite excision, vector sequences may remain, thereby limiting their therapeutic application. For example, viral integration and overexpression of the above-mentioned transcription factors into the host genome has been linked to tumorigenesis, and residual transgene expression is a potential distinguishing feature between ES and iPS cells.
r, F. et al., Cell 136:964-977 (2009); Foster et al., Onc
Ogene 24:1491-1500 (2005); and Hochedlinger
See, K. et al., Cell 121:465-477 (2005).

本発明の他の実施形態では、iPSCを生じさせるための方法はエプスタイン・バーウ
イルスから導出されたエピソームベクターを含む。Yu,J.ら、Science324
、797-801(2009)およびMack,A.らに対する米国特許出願公開第20
100003757号、2010年1月7日公開を参照されたい。これらの方法では、癌
遺伝子SV40を含めた7種の因子の組合せを有する3つの別々のプラスミドが必要であ
る。
In another embodiment of the present invention, the method for generating iPSCs includes an episomal vector derived from the Epstein-Barr virus. Yu, J. et al., Science 324
, 797-801 (2009) and U.S. Patent Application Publication No. 20 to Mack, A. et al.
See US Pat. No. 100003757, published Jan. 7, 2010. These methods require three separate plasmids carrying combinations of seven factors, including the oncogene SV40.

本発明の別の実施形態では、iPSCを生じさせるための方法は、マウス細胞およびヒ
ト胎児細胞および新生児細胞由来のタンパク質に基づくiPSCを含む。Zhou,H.
ら、Cell Stem Cell 4、381-384(2009);およびKim,
D.ら、Cell Stem Cell 4、472-476(2009)を参照された
い。これらの方法体系は、化学的処理(例えば、Zhouら、2009、上記の場合では
バルプロ酸)または多数回の処理(Kimら、2009、上記)を使用して実現される。
In another embodiment of the present invention, the method for generating iPSCs includes protein-based iPSCs from mouse cells and human fetal and neonatal cells.
et al., Cell Stem Cell 4, 381-384 (2009); and Kim,
See D. et al., Cell Stem Cell 4, 472-476 (2009). These methodologies are achieved using chemical treatments (e.g., valproic acid in the case of Zhou et al., 2009, supra) or multiple treatments (Kim et al., 2009, supra).

本発明の別の実施形態では、細菌の複製開始点および抗生物質耐性遺伝子を欠く高次コ
イルDNA分子であるミニサークルベクターまたはプラスミドを使用することができる。
Chen、Z.-Y.ら、Mol. Ther. 8、495-500(2003);C
hen、Z.-Y.ら、Hum. Gene Ther. 16、126-131(20
05);およびJia,Fら、Nature Methods Advance Pub
lication Online 7 February 2010を参照されたい。こ
れらの方法体系では、外因性サイレンシング機構の活性化が低いので、高いトランスフェ
クション効率およびより長い異所性発現でiPSCが生じる。
In another embodiment of the invention, minicircle vectors or plasmids, which are supercoiled DNA molecules lacking a bacterial origin of replication and an antibiotic resistance gene, can be used.
Chen, Z.-Y. et al., Mol. Ther. 8, 495-500 (2003);
Hen, Z.-Y. et al., Hum. Gene Ther. 16, 126-131 (20
05); and Jia, F. et al., Nature Methods Advances Pub.
See Litation Online 7 February 2010. These methodologies result in iPSCs with high transfection efficiency and longer ectopic expression due to the low activation of endogenous silencing mechanisms.

本発明のさらに別の実施形態では、糖尿病患者、ALS、脊椎筋ジストロフィーおよび
パーキンソン患者を含めた種々の疾患のヒト患者からiPS細胞を生じさせることができ
る。Maehrら、PNAS USA 106(37):15768-73(2009)
;Dimosら、Science、321:1218-21(2008);Ebertら
、Nature 457:277-80(2009);Parkら、Cell 134:
877-886(2008);およびSoldnerら、Cell 136:964-9
77を参照されたい。特定の疾患を有する患者からhIPS細胞を生成することの少なく
とも1つの利点は、導出された細胞がヒト疾患の遺伝子型および細胞応答を含有すること
である。現存するヒトiPS細胞株の少なくとも一部が列挙されている表4も参照された
い。この情報は、文献および例えばNational Institutes of H
ealth(NIH) Stem Cell Registry,the Human
Embryonic Stem Cell RegistryおよびUniversit
y of Massachusetts Medical School,Worces
ter,Massachusetts,USAにあるInternational St
em Cell Registryを含めた公的に利用可能なデータベースから導出され
たものである。これらのデータベースは、細胞株が利用可能になり登録が得られた時に定
期的に更新されている。
In yet another embodiment of the invention, iPS cells can be generated from human patients with various diseases, including diabetes, ALS, spinal muscular dystrophy, and Parkinson's patients. Maehr et al., PNAS USA 106(37):15768-73 (2009).
Dimos et al., Science 321:1218-21 (2008); Ebert et al., Nature 457:277-80 (2009); Park et al., Cell 134:
877-886 (2008); and Soldner et al., Cell 136:964-9
See, e.g., 77. At least one advantage of generating hIPS cells from patients with a particular disease is that the derived cells contain the genotype and cellular responses of the human disease. See also Table 4, which lists at least some of the existing human iPS cell lines. This information is provided in the literature and in, for example, the National Institutes of Health.
National Institutes of Health (NIH) Stem Cell Registry, the Human
Embryonic Stem Cell Registry and University
of Massachusetts Medical School, Worces
International St. in Boston, Massachusetts, USA
The data were derived from publicly available databases, including the<em>Cell Registry, which are regularly updated as cell lines become available and are registered.

本明細書に記載の組成物および方法の複数の実施形態では、これだけに限定されないが
、CyT49、CyT212、CyT203、CyT25、(少なくとも本出願の出願時
に、ViaCyte Inc.、3550 General Atomics Cour
t、San Diego CA 92121から市販されていた)、BGO1、BG02
およびMEL1を含めたhESCなどのヒト多能性幹細胞、ならびにiPSC-482c
7およびiPSC-603(Cellular Dynamics Internati
onal、Inc.、Madison、Wisconsinから市販されている)、なら
びにiPSC-G4(以下「G4」)およびiPSC-B7(以下、「B7」)(Shi
nya Yamanaka、Center for iPS Cell Researc
h、Kyoto Universityから市販されている)などの人工多能性幹(iP
S)細胞を含めた種々の分化可能な霊長類多能性幹細胞の使用が意図されており、これら
および他のヒトiPS細胞を使用した試験は、米国特許出願第12/765,714号お
よび同第13/761,078号、どちらも表題「CELL COMPOSITIONS
FROM DEDIFFERENTIATED REPROGRAMMED CELL
S」、それぞれ2010年4月22日および2013年2月6日出願に詳しく記載されて
いる。ある特定のこれらのヒト多能性幹細胞はNational Institutes
of Health(NIH)などの国際登録機関に登録され、NIH Human
Stem Cell Registryに列挙されている(例えば、CyT49の登録番
号は0041である)。他の入手可能な細胞株はstemcells.nih.gov/
research/registryのワールドワイドウェブにも見出すことができる。
さらに他の細胞株、例えば、BG01およびBGO1vは、それぞれWisconsin
International Stem Cell(WISC)Bankの関係団体で
あるWiCell(登録商標)(カタログ名、BG01)およびATCC(カタログ番号
SCRC-2002)によって第三者に商業的に販売および配布されている。本明細書に
記載の他の細胞株はWiCell(登録商標)またはATCCなどの生物学的リポジトリ
によって登録または配布されていない場合があるが、そのような細胞株は原理研究者、研
究室および/または施設から直接または間接的に公に市販されている。細胞株および試薬
の公開要求は、例えば生命科学の当業者にとっては通例である。一般には、これらの細胞
または材料の譲渡は、細胞株または材料の所有者と受取人の間の標準の材料譲渡契約を介
する。これらの型の材料譲渡は、特に生命科学における研究環境では頻繁に生じる。実際
、出願人は、CyT49(2006)、CyT203(2005)、Cyt212(20
09)、CyT25(2002)、BG01(2001)、BG02(2001)、BG
03(2001)およびBGOlv(2004)を含めた細胞が導出され特徴付けられた
時から、営利および非営利産業パートナーおよび共同研究者とのそのような契約を通じて
常套的に細胞の譲渡を受けてきた。前記の一覧の各細胞株の隣の括弧内の年は、細胞株ま
たは材料が公的に入手可能かつ不死のものになった(例えば細胞バンクが作製された)年
を示し、したがって、組成物を作製するためおよび本明細書に記載の方法を実施するため
にこれらの細胞株が樹立された時から別の胚の破壊は実施または要求されていない。
In some embodiments of the compositions and methods described herein, other suitable cytochrome P450 antibodies may be used, including, but not limited to, CyT49, CyT212, CyT203, CyT25, (available at least at the time of the filing of this application from ViaCyte Inc., 3550 General Atomics Court, San Jose, CA).
(commercially available from San Diego, CA 92121), BGO1, BG02
and MEL1, and human pluripotent stem cells such as hESCs, including iPSC-482c.
7 and iPSC-603 (Cellular Dynamics International
iPSC-G4 (hereinafter "G4") and iPSC-B7 (hereinafter "B7") (Shional, Inc., Madison, Wisconsin)
Nya Yamanaka, Center for iPS Cell Research
induced pluripotent stem (iP h, commercially available from Kyoto University)
The use of a variety of differentiable primate pluripotent stem cells, including human iPS cells, is contemplated, and studies using these and other human iPS cells are described in U.S. patent application Ser. Nos. 12/765,714 and 13/761,078, both of which are entitled "CELL COMPOSITIONS, USE OF HUMAN IMPROVED PHARMACEUTICALLY ACTIVE STEROIDS, SUCCESSFULLY ACTIVELY ACTIVELY ACTIVELY ACTIVELY ACTIVELY ACTIVELY ACTIVELY ACTIVELY ACTIVELY ACTIVEly ...
FROM DEDIFFERENTIATED REPROGRAMMED CELL
S," filed April 22, 2010 and February 6, 2013, respectively. Certain of these human pluripotent stem cells are available from the National Institutes of Health, which is incorporated herein by reference in its entirety.
It is registered with international registration agencies such as the National Institutes of Health (NIH) and is listed in the NIH Human
They are listed in the Stem Cell Registry (e.g., CyT49 has the accession number 0041). Other available cell lines are listed at stemcells.nih.gov/.
They can also be found on the world wide web under research/registry.
Further cell lines, such as BG01 and BG01v, were obtained from Wisconsin
The cell lines described herein are commercially sold and distributed to third parties by WiCell® (catalog name, BG01) and ATCC (catalog number SCRC-2002), affiliates of the International Stem Cell Bank (WISC). Other cell lines described herein may not be registered or distributed by biological repositories such as WiCell® or ATCC, but such cell lines are publicly available, directly or indirectly, from principle researchers, laboratories and/or facilities. Requests for public disclosure of cell lines and reagents are routine for those of skill in the art, for example, in the life sciences. Typically, transfer of these cells or materials is via a standard material transfer agreement between the cell line or material owner and the recipient. These types of material transfers occur frequently, especially in the life science research environment. Indeed, Applicant has transferred CyT49 (2006), CyT203 (2005), Cyt212 (2006), Cyt312 (2007), Cyt49 (2008), Cyt512 (2009), Cyt612 (2010), Cyt712 (2011), Cyt812 (2012), Cyt912 (2013), Cyt101 (2014), Cyt111 (2015), Cyt121 (2016), Cyt1012 (2017), Cyt1013 (2018), Cyt1014 (2019), Cyt1015 (2010), Cyt1016 (2011), Cyt1017 (2012), Cyt1018 (2013), Cyt1019 (2014), Cyt1019 (2015), Cyt1019 (2016), Cyt1019 (2017), Cyt1019 (2018), Cyt1019 (2019), Cyt1019 (2013), Cyt1019 (201
09), CyT25 (2002), BG01 (2001), BG02 (2001), BG
Since the cells were derived and characterized, including BGOlv (2004), 03 (2001), and BGOlv (2004), cells have been routinely transferred through such agreements with commercial and non-commercial industrial partners and collaborators. The year in parentheses next to each cell line listed above indicates the year the cell line or material became publicly available and immortalized (e.g., a cell bank was created), and thus, no additional embryo destruction has been performed or required since these cell lines were established to make the compositions and practice the methods described herein.

表4および表5は、それぞれ、ある特定のiPSCおよびhESCの包括的ではない一
覧であり、研究目的および/または商業目的で世界的に利用可能であり、本発明の方法お
よび組成物での使用に適している。表3および表4の情報は、文献および例えばNati
onal Institutes of Health(NIH)Human Stem
Cell Registry、Human Embryonic Stem Cell
RegistryおよびUniversity of Massachusetts
Medical School、Worcester、Massachusetts、U
SAにあるInternational Stem Cell Registryを含め
た公的に利用可能なデータベースから導出されたものである。これらのデータベースは、
細胞株が利用可能になり登録が得られた時に定期的に更新されている。
Tables 4 and 5 are non-exhaustive lists of certain iPSCs and hESCs, respectively, that are available worldwide for research and/or commercial purposes and are suitable for use in the methods and compositions of the invention. The information in Tables 3 and 4 is taken from the literature and from, for example, Natl.
National Institutes of Health (NIH) Human Stem
Cell Registry, Human Embryonic Stem Cell
Registry and University of Massachusetts
Medical School, Worcester, Massachusetts, United States
The data were derived from publicly available databases, including the International Stem Cell Registry, located at:
It is updated regularly as cell lines become available and are registered.

本明細書に記載のヒトiPSC(少なくともiPSC-603およびiPSC-482
-c7)はCellular Dynamics International,Inc
.(Madison、Wisconsin、USA)により提供されたものである。
Human iPSCs as described herein (at least iPSC-603 and iPSC-482)
-c7) is manufactured by Cellular Dynamics International, Inc.
(Madison, Wisconsin, USA).

hIPSを使用することの別の利点は、そのようなhIPS細胞が免疫学的に適合した
自己細胞集団であり、患者に特異的な細胞により、疾患の起源および進行を試験すること
が可能になることである。したがって、疾患の根本原因を理解することが可能であり、そ
れにより、疾患に対する予防的処置および治療的処置の開発を導く洞察がもたらされ得る
Another advantage of using hIPS is that such hIPS cells are an immunologically compatible autologous cell population, allowing patient-specific cells to study the origin and progression of disease. Thus, the underlying causes of disease can be understood, which may provide insights that guide the development of preventative and therapeutic treatments against the disease.

多能性ヒト胚性幹(hES)細胞
一部の実施形態は、胚体内胚葉細胞および最終的には、これだけに限定されないが、前
腸内胚葉、膵臓内胚葉、内分泌前駆/先駆細胞および/または膵島ホルモン発現細胞を含
めた任意の内胚葉系列由来細胞型を、ヒト胚性幹(hES)細胞を出発材料として使用し
て導出するための方法を対象とする。これらのhES細胞は、桑実胚、胚内部細胞塊また
は胚の生殖隆起から得られるものを起源とする細胞であってよい。ヒト胚性幹細胞は、当
技術分野で公知の方法を使用して、培養物中、実質的な分化を伴わずに多能性の状態で維
持することができる。そのような方法は、例えば、米国特許第5,453,357号;同
第5,670,372号;同第5,690,926号;同第5,843,780号;同第
6,200,806号および同第6,251,671号に記載されている。
Pluripotent human embryonic stem (hES) cells Some embodiments are directed to methods for deriving definitive endoderm cells and ultimately any endoderm lineage-derived cell type, including but not limited to foregut endoderm, pancreatic endoderm, endocrine precursor/precursor cells and/or pancreatic islet hormone-expressing cells, using human embryonic stem (hES) cells as starting material. These hES cells may originate from the morula, embryonic inner cell mass or from the gonadal ridges of an embryo. Human embryonic stem cells can be maintained in a pluripotent state without substantial differentiation in culture using methods known in the art. Such methods are described, for example, in U.S. Patent Nos. 5,453,357; 5,670,372; 5,690,926; 5,843,780; 6,200,806 and 6,251,671.

いくつかのプロセスでは、多能性幹細胞、例えばhES細胞は、フィーダー層上で維持
される。そのようなプロセスでは、多能性細胞を多能性の状態で維持することを可能にす
る任意のフィーダー層を使用することができる。ヒト胚性幹細胞の培養(cultiva
tion)に一般に使用されるフィーダー層の1つは、マウス線維芽細胞の層である。つ
い最近、多能性細胞の培養(cultivation)において使用するためのヒト線維
芽細胞フィーダー層が開発された(米国特許出願公開第2002/0072117号)。
代替のプロセスでは、フィーダー層を使用せずに多能性細胞を維持することが可能になる
In some processes, pluripotent stem cells, such as hES cells, are maintained on a feeder layer. In such processes, any feeder layer that allows the pluripotent cells to be maintained in a pluripotent state can be used.
One commonly used feeder layer for pluripotent cell cultivation is a layer of mouse fibroblasts. More recently, human fibroblast feeder layers have been developed for use in the cultivation of pluripotent cells (U.S. Patent Application Publication No. 2002/0072117).
An alternative process allows for the maintenance of pluripotent cells without the use of a feeder layer.

本明細書に記載の多能性細胞は、血清を伴うまたは伴わない、細胞外マトリックスを伴
うまたは伴わない、FGFを伴うまたは伴わない培養物中で維持することができる。いく
つかの多能性細胞の維持手順では、血清代替物を使用する。多能性細胞または多分化能細
胞を培養し、分化させるためのこれらおよび他の方法は、それぞれ、PCT/US200
7/062755、2007年2月23日出願、表題COMPOSITIONS AND
METHODS FOR CULTURING DIFFERENTIAL CELL
SおよびPCT/US2008/080516、2008年10月20日出願、表題ME
THODS AND COMPOSITIONS FOR FEEDER-FREE P
LURIPOTENT STEM CELL MEDIA CONTAINING HU
MAN SERUMに記載されている。
The pluripotent cells described herein can be maintained in culture with or without serum, with or without extracellular matrix, with or without FGF. Some pluripotent cell maintenance procedures use serum replacements. These and other methods for culturing and differentiating pluripotent or multipotent cells are described in PCT/US200, respectively.
No. 7/062755, filed February 23, 2007, entitled COMPOSITIONS AND
METHODS FOR CULTURE DIFFERENTIAL CELLS
S and PCT/US2008/080516, filed October 20, 2008, entitled ME
THOD AND COMPOSITIONS FOR FEEDER-FREE P
LURIPOTENT STEM CELL MEDIA CONTAINING HU
It is described in MAN SERUM.

本明細書に記載の発明は全てのhES細胞株、および少なくとも、識別されている企業
から市販されているまたはWiCellからワールドワイドウェブwicell.org
/home/stem-cell-lines/order-stem-cell-li
nes/obtain-stem-cell-lines.cmsxで市販されているも
のである、表5に列挙されているものと共に有用である。この情報は、文献および例えば
、National Institutes of Health(NIH) Stem
Cell Registry、Human Embryonic Stem Cell
RegistryおよびUniversity of Massachusetts
Medical School、Worcester、Massachusetts、U
SAにあるInternational Stem Cell Registryを含め
た公的に利用可能なデータベースから導出されたものである。これらのデータベースは、
細胞株が利用可能になり登録が得られた時に定期的に更新されている。Internat
ional Stem Cell Registryには少なくとも254種のiPSC
市販株が列挙されており、1211種のhESC株が市販されている。以下の表5は列挙
されているhESCおよびiPSCの全てを含むものではなく、潜在的に入手可能な多能
性幹細胞の例である。
The invention described herein relates to all hES cell lines and at least some of the hES cell lines that are commercially available from the companies identified or available from WiCell on the world wide web at wicell.org.
/home/stem-cell-lines/order-stem-cell-lines
nes/obtain-stem-cell-lines.cmsx. This information is available from the literature and from, for example, the National Institutes of Health (NIH) Stem Cell Lines.
Cell Registry, Human Embryonic Stem Cell
Registry and University of Massachusetts
Medical School, Worcester, Massachusetts, United States
The data were derived from publicly available databases, including the International Stem Cell Registry, located at:
It is updated regularly as cell lines become available and are registered.
The International Stem Cell Registry contains at least 254 types of iPSCs.
Commercially available lines are listed, with 1211 hESC lines commercially available. Table 5 below is not an inclusive list of hESCs and iPSCs, but is an example of potentially available pluripotent stem cells.

多能性幹細胞を導出するための代替方法
胚を破壊せずに哺乳動物ES細胞などの多能性幹細胞を導出するための方法が存在する
。簡単に述べると、Advanced Cell Technology(Worces
ter、Massachusetts、USA)により、胚をインタクトなままにし、し
たがってその破壊を引き起こさずに単一の割球からマウスES細胞およびヒトES細胞を
導出することについて記載されている3件の科学論文が公開された。2005年の後期に
、Chungらにより、マウスES細胞を単一の割球から作製するための方法が最初に記
載された。Chungら(2006)Nature 439:216-219、2005
年10月16日オンライン出版。Chungら(2006)により、着床前遺伝子診断(
PGD)に使用される技法と同様の顕微操作技法を使用した胚からの生検材料の取得が記
載された。217頁を参照されたい。その時にはChungら(2006)は割球細胞株
を他の胚性幹細胞と共培養したが、後に開発された方法ではこれは必要なくなった。Ch
ungら(2008)、Human Embryonic Stem Cell Lin
es Generated without Embryo Destruction、
Cell Stem Cell 2:113-117を参照されたい。
Alternative Methods for Derivation of Pluripotent Stem Cells Methods exist for deriving pluripotent stem cells, such as mammalian ES cells, without destroying the embryo. Briefly, Advanced Cell Technology (Worces)
Three scientific papers were published by Johns Hopkins University Press, Massachusetts, USA, describing the derivation of mouse and human ES cells from single blastomeres while keeping the embryo intact and thus without causing its destruction. Later in 2005, Chung et al. first described a method for generating mouse ES cells from a single blastomere. Chung et al. (2006) Nature 439:216-219, 2005.
Published online on October 16, 2006. Chung et al. (2006)
described obtaining biopsies from embryos using micromanipulation techniques similar to those used for PGD (see page 217). At the time, Chung et al. (2006) co-cultured blastomere cell lines with other embryonic stem cells, although later developed methods made this unnecessary.
Ung et al. (2008), Human Embryonic Stem Cell Lin
es Generated without Embryo Destruction,
See Cell Stem Cell 2:113-117.

着床前の胚における遺伝子異常を分析するために、着床前遺伝子診断が使用されている
。当該方法は、両親の遺伝子インプットを試験することができる時期にある初期の正常に
発達している胚(例えば、8細胞期)に対して透明帯に穴を開け、その開口から1つまた
は2つの割球を吸引または押出しまたは切離することによって実施される。PGDでは、
染色体異常および単一遺伝子障害を分析するために、それぞれ蛍光in situハイブ
リダイゼーション(FISH)およびポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を使用した遺伝子
解析が一般に使用される。その後、遺伝子異常がなければ、残りのインタクトな胚を女性
患者に正常な妊娠期間に着床させる。着床前遺伝子診断技法は、既に2004年にSta
essen,Cら(2004)、Comparison of blastocyst
transfer with or without preimplantation
genetic diagnosis for aneuploidy screen
ing in couples with advanced maternal ag
e:a prospective randomized controlled tr
ial、Hum. Reprod. 19:2849-2858およびMonniら(2
004)Preimplantation genetic diagnosis fo
r beta-thalassaemia:the Sardinian experi
ence. Prenat Diagn 24:949-954を含めた種々のグループ
によって報告された。したがって、Chungら(2006)は、単に胚を破壊せずに初
期胚から割球を抽出するために利用可能な方法を記載しただけである。
Preimplantation genetic diagnosis has been used to analyze genetic abnormalities in preimplantation embryos. The method is performed on early normally developing embryos (e.g., the 8-cell stage) at a time when the genetic input of the parents can be tested, by puncturing the zona pellucida and aspirating, extruding or dissecting one or two blastomeres through the opening. In PGD,
Genetic analysis is commonly used to analyze chromosomal abnormalities and single gene disorders using fluorescent in situ hybridization (FISH) and polymerase chain reaction (PCR), respectively. If no genetic abnormalities are found, the remaining intact embryo is then implanted into the female patient at a normal gestational age. Preimplantation genetic diagnosis techniques have already been developed in Sta.
Essen, C. et al. (2004), Comparison of blastocysts
transfer with or without preimplantation
Genetic diagnosis for aneuploy screen
ing in couples with advanced material agency
e: a prospective randomized controlled tr
ial, Hum. Reprod. 19:2849-2858 and Monni et al.
004) Preimplantation genetic diagnosis for
r beta-thalassemia: the Sardinian experience
Prenat Diagn 24:949-954. Thus, Chung et al. (2006) simply described methods available for extracting blastomeres from early embryos without destroying the embryo.

さらに、2006年8月に、Chungら(2006)の刊行物の第2著者であり、同
じくAdvanced Cell TechnologyのKlimanskayaらに
より、効率的ではないが(単離された割球の2%のみからhES細胞株が生じた)、同様
のPGD技法により、ヒトES細胞株を単一の割球から導出することが可能になり、Ch
ungら(2006)上記に最初に記載されたものと有意に異ならないことが実証された
手順が記載された。Klimanskanyaら(2006)Human embryo
nic stem cell lines derived from single
blastomeres、Nature 444、481-485を参照されたい。Kl
imanskayaらは、新しく導出されたhES細胞株と他のES細胞を共培養物し、
これは、Chungら(2006)が重要であり得ると述べたことである。Chungら
(2006)は、「it is unclear whether the succe
ss of the ES co-culture system in [his]
study is attributable to substances secr
eted by the ES cells or if cell-cell con
tact is required」と述べた。Chungら(2006)、上記、21
8頁、右の欄を参照されたい。しかし、後の2008年に、同じくChungら、上記の
研究により、単離された割球を、ラミニンを伴う培地で培養することによりhESCを生
じさせる能力が増強されるので、hES細胞株にはES細胞と共培養する必要が全くない
ことが実証された。Chungら(2008)、Human Embryonic St
em Cell Lines Generated without Embryo D
estruction、Cell Stem Cell(2):113-117、116
頁、2008年1月10日オンライン出版を参照されたい。さらに、このように得られた
hES細胞は、未分化の状態で6ヶ月超にわたって維持できることを含めた、hES細胞
を含めた他のヒト多能性幹細胞と同じ特性を有し、また、Oct-4、SSEA-3、S
SEA-4、TRA-1-60、TRA-1-81、Nanogおよびアルカリホスファ
ターゼを含めた多能性のマーカーの正常な核型および発現を示し、そしてin vitr
o、およびin vivoでの奇形腫の形態のどちらにおいても3つ全ての胚性生殖層の
誘導体を分化し形成することができる。
Furthermore, in August 2006, Klimanskaya et al., second authors of the Chung et al. (2006) publication, also from Advanced Cell Technology, reported that a similar PGD technique, although less efficient (hES cell lines were generated from only 2% of isolated blastomeres), allowed human ES cell lines to be derived from single blastomeres.
(2006) described a procedure that was demonstrated to be not significantly different from that originally described above.
Nick stem cell lines derived from single
blastomeres, Nature 444, 481-485.
Imanskaya et al. co-cultured the newly derived hES cell line with other ES cells,
This is something Chung et al. (2006) said could be important. They wrote, "it is unclear whether the success
ss of the ES co-culture system in [his]
study is attributeable to substances secret
ed by the ES cells or if cell-cell con
tact is required." Chung et al. (2006), supra, at 21
See page 8, right column. However, later in 2008, Chung et al., also cited above, demonstrated that culturing isolated blastomeres in medium with laminin enhanced their ability to give rise to hESCs, so that hES cell lines did not require any co-culture with ES cells. Chung et al. (2008), Human Embryonic Stem Cells, vol.
em Cell Lines Generated without Embryo D
, Cell Stem Cell (2): 113-117, 116
See, p. 1, published online Jan. 10, 2008. Moreover, the hES cells thus obtained have the same properties as other human pluripotent stem cells, including hES cells, including the ability to be maintained in an undifferentiated state for over six months, and have the same characteristics as Oct-4, SSEA-3, S
The mice showed normal karyotype and expression of markers of pluripotency, including SEA-4, TRA-1-60, TRA-1-81, Nanog and alkaline phosphatase, and showed in vitro
They can differentiate and form derivatives of all three embryonic germ layers both in vitro and in vivo in the form of teratomas.

したがって、Chungら(2006)によって最初に仮定されたように、単一の割球
を他のES細胞と共培養することは重大ではない場合、単一の割球を単に、多くの細胞外
マトリックスの一般的な構成成分であり(市販されており、かつ/または例えばフィーダ
ー細胞を溶解することにより作製される)、一般に使用されており、哺乳動物細胞を成長
させることが公知であったラミニンと培養することなどは、Chungの2006年の刊
行物によりマウスES細胞株を単一の割球から導出することが最初に示された時に公知か
つ利用可能であった。したがって、当業者がChungら(2006)上記の方法体系を
取り、Straessenら(2004)上記によって以前に記載された利用可能な知見
を使用して、胚を保存するまたはその破壊を防止する一方でhES細胞株を単一の割球か
ら導出することができた可能性は十分にある。
Thus, if it is not critical to co-cultivate a single blastomere with other ES cells, as originally postulated by Chung et al. (2006), simply culturing the single blastomere with laminin, which is a common component of many extracellular matrices (commercially available and/or made, for example, by lysing feeder cells), is commonly used, and was known to grow mammalian cells, and the like, was known and available at the time Chung's 2006 publication first demonstrated the derivation of mouse ES cell lines from single blastomeres. Thus, it is entirely possible that one skilled in the art could take the methodology of Chung et al. (2006) supra and use the available knowledge previously described by Straessen et al. (2004) supra to derive hES cell lines from single blastomeres while preserving or preventing the destruction of the embryo.

多能性幹細胞および多能性幹細胞から導出された細胞の凝集懸濁液
個々の細胞をポリマースキャフォールド、マトリックスおよび/またはゲルに播種する
ことに基づく、以前に公知の組織工学の方法とは対照的に、本明細書に記載の実施形態で
は、多能性幹細胞から形成された細胞凝集懸濁液、単一細胞懸濁液またはそれから導出さ
れた分化した単一細胞懸濁液を使用することができる。幹細胞凝集懸濁液の処理および/
または製造方法ならびにその細胞の分化は、PCT/US2007/062755、20
07年2月23日出願、表題COMPOSITIONS AND METHODS FO
R CULTURING DIFFERENTIAL CELLS、現在は米国特許第8
,211,699号および同第8,415,158号;およびPCT/US2008/0
80516、2008年10月20日出願、表題METHODS AND COMPOS
ITIONS FOR FEEDER-FREE PLURIPOTENT STEM
CELL MEDIA CONTAINING HUMAN SERUM、現在は米国特
許第8,334,138号、およびSchulz T.ら(2012)、上記に記載され
ている。
Aggregate Suspensions of Pluripotent Stem Cells and Cells Derived from Pluripotent Stem Cells In contrast to previously known tissue engineering methods based on seeding individual cells onto polymer scaffolds, matrices and/or gels, the embodiments described herein may use cell aggregate suspensions formed from pluripotent stem cells, single cell suspensions or differentiated single cell suspensions derived therefrom. Processing and/or Processing of Stem Cell Aggregate Suspensions
The method of production and differentiation of the cells are described in PCT/US2007/062755, 20
Filed on February 23, 2007, entitled COMPOSITIONS AND METHODS FOR
R CULTURING DIFFERENTIAL CELLS, now U.S. Pat.
, 211,699 and 8,415,158; and PCT/US2008/0
No. 80516, filed October 20, 2008, entitled METHODS AND COMPOS
ITIONS FOR FEEDER-FREE PLURIPOTENT STEM
CELL MEDIA CONTAINING HUMAN SERUM, now U.S. Patent No. 8,334,138, and Schulz T. et al. (2012), supra.

本明細書に記載の実施形態は、多能性細胞を、未分化の状態での拡張を可能にする接着
性成長培養条件で培養し、その接着性多能性細胞培養物を単一細胞懸濁培養物に解離させ
、その単一細胞懸濁培養物が懸濁液中に多能性由来細胞凝集体を形成する期間にいたるま
でその単一細胞懸濁培養物を撹拌することによって、懸濁液中にhES由来細胞凝集体の
形成を可能にする第1の分化培養条件に単一細胞懸濁培養物を接触させ、それにより、懸
濁液中の多能性由来細胞凝集体を生じさせることによって、多能性接着培養物から懸濁液
中の多能性細胞凝集体を生じさせるための方法に関する。好ましい実施形態では、単一細
胞懸濁培養物の撹拌は、約80rpm~160rpmで回転させることによって実施する
。本明細書に記載のある特定の他の実施形態では、多能性幹細胞の凝集、成長、増殖、拡
張および/または細胞塊を促進するために、rhoキナーゼ阻害剤を使用する。
Embodiments described herein relate to a method for generating pluripotent cell aggregates in suspension from a pluripotent adherent culture by culturing pluripotent cells in adherent growth culture conditions that allow for expansion in an undifferentiated state, dissociating the adherent pluripotent cell culture into a single cell suspension culture, and contacting the single cell suspension culture with first differentiation culture conditions that allow for the formation of hES-derived cell aggregates in suspension by agitating the single cell suspension culture for a period of time during which the single cell suspension culture forms pluripotent-derived cell aggregates in suspension, thereby generating pluripotent-derived cell aggregates in suspension. In a preferred embodiment, agitation of the single cell suspension culture is performed by rotating at about 80 rpm to 160 rpm. Certain other embodiments described herein use a rho-kinase inhibitor to promote aggregation, growth, proliferation, expansion and/or cell mass of pluripotent stem cells.

「実質的に均一な」または「サイズおよび形状が実質的に均一な」という句またはその
等価物は、凝集体の均一性の広がりを指し、約20%以下である。別の実施形態では、凝
集体の均一性の広がりは約15%以下、約10%以下または約5%以下である。
The phrases "substantially uniform" or "substantially uniform in size and shape" or equivalents refer to the spread of uniformity of the aggregates being about 20% or less. In another embodiment, the spread of uniformity of the aggregates is about 15% or less, about 10% or less, or about 5% or less.

さらに別の実施形態では、hES細胞凝集懸濁液を、血清を実質的に含まない培地中、
さらに、外因的に添加された線維芽細胞成長因子(FGF)の不在下で培養した。これは
、血清を伴わないが、FGFを含めた外因的に添加された成長因子を含有する培地中でh
ES細胞を培養することが必要なThomson,J.に対する米国特許第7,005,
252号とは区別される。一部の実施形態では、iPS細胞凝集懸濁液を、血清を実質的
に含まない培地中で、かつ/または、さらに、外因的に添加された線維芽細胞成長因子(
FGF)の不在下で培養する。
In yet another embodiment, the hES cell aggregate suspension is cultured in a medium that is substantially free of serum.
Additionally, they were cultured in the absence of exogenously added fibroblast growth factor (FGF), which means that they were cultured in medium without serum but containing exogenously added growth factors, including FGF.
U.S. Patent No. 7,005 to Thomson, J., which requires culturing ES cells;
In some embodiments, the iPS cell aggregate suspension is cultured in a medium that is substantially free of serum and/or further contains exogenously added fibroblast growth factors (
The cells are cultured in the absence of FGF.

凝集体当たりの細胞の正確な数は重要ではないが、各凝集体のサイズ(したがって、凝
集体当たりの細胞の数)は、酸素および栄養分が中心細胞に拡散する最大限度によって限
定されること、およびこの数は細胞型およびその細胞型の栄養素の要件に応じても変動し
得ることが当業者には理解されよう。細胞凝集体は、凝集体当たり最小数の細胞(例えば
、2つまたは3つの細胞)を含んでもよく、凝集体当たり何百ものまたは何千もの細胞を
含んでもよい。一般には、細胞凝集体は、凝集体当たり何百から何千もの細胞を含む。本
発明の目的上、細胞凝集体は、一般には約50ミクロンから約600ミクロンまでのサイ
ズであるが、細胞型に応じて、サイズはこの範囲を下回ることも上回ることもある。一実
施形態では、細胞凝集体は、約50ミクロンから約250ミクロンまでのサイズ、または
約75~200ミクロンのサイズであり、約100~150ミクロンのサイズであること
が好ましい。
While the exact number of cells per aggregate is not critical, one of skill in the art will appreciate that the size of each aggregate (and therefore the number of cells per aggregate) is limited by the maximum diffusion of oxygen and nutrients to the central cell, and that this number may also vary depending on the cell type and the nutrient requirements of that cell type. Cell aggregates may contain a minimum number of cells per aggregate (e.g., two or three cells) or may contain hundreds or thousands of cells per aggregate. Typically, cell aggregates contain hundreds to thousands of cells per aggregate. For purposes of the present invention, cell aggregates are generally from about 50 microns to about 600 microns in size, although depending on the cell type, the size may be below or above this range. In one embodiment, the cell aggregates are from about 50 microns to about 250 microns in size, or from about 75-200 microns in size, with about 100-150 microns being preferred.

さらに他の方法では胚様体(EB)の作製が記載されている。本明細書で使用される場
合、「胚様体」、「凝集体(aggregate body)」という用語またはその等
価物は、ES細胞が単層培養物中で過成長した際、または、未定義の培地中の懸濁培養物
中で維持されたまたは非定方向プロトコルによって多数の胚葉組織に分化した際に生じる
分化した細胞および未分化の細胞の凝集体を指す。すなわち、EBは、本明細書に記載の
多能性幹細胞の単一細胞懸濁液から形成されることもなく、EBは、多能性由来多分化能
細胞の接着培養物から形成されることもない。これらの特徴単独により、本発明は胚葉体
から明白に区別される。
Yet another method describes the generation of embryoid bodies (EBs). As used herein, the terms "embryoid bodies", "aggregate bodies" or equivalents refer to aggregates of differentiated and undifferentiated cells that arise when ES cells are overgrown in monolayer cultures or maintained in suspension cultures in undefined media or differentiated into multiple germ layer tissues by non-directed protocols. That is, EBs are not formed from single cell suspensions of pluripotent stem cells as described herein, nor are EBs formed from adherent cultures of pluripotent-derived multipotent cells. These features alone clearly distinguish the present invention from embryoid bodies.

分化した細胞と未分化の細胞の混合物であり、一般にはいくつかの胚葉由来の細胞から
なり、ランダムな分化をたどる胚様体とは対照的に、本明細書に記載の細胞凝集体は、基
本的にまたは実質的に均一な細胞であり、多能性、多分化能、二分化能、または単能性型
の細胞、例えば、胚細胞、胚体内胚葉、前腸内胚葉、PDX1陽性膵臓内胚葉、膵臓内分
泌細胞などの凝集体として存在する。
In contrast to embryoid bodies, which are mixtures of differentiated and undifferentiated cells, generally consisting of cells derived from several germ layers and which undergo random differentiation, the cell aggregates described herein are essentially or substantially homogeneous cells and exist as aggregates of pluripotent, multipotent, bipotent, or unipotent types of cells, e.g., embryonic cells, definitive endoderm, foregut endoderm, PDX1-positive pancreatic endoderm, pancreatic endocrine cells, etc.

本明細書に記載の方法では、例えば、Bodnarらに対するものであり、Geron
Corporationに譲渡された米国特許第6,800,480号に記載の通り最
初に培養容器を細胞外マトリックスでコーティングする必要は全くない。本明細書に記載
の一部の実施形態では、iPS細胞を、出願人の米国特許第8,334号、138;およ
びSchulz T.ら(2012)上記に実質的に記載されている通り他の多能性幹細
胞、例えばhES細胞およびiPS細胞を、可溶性ヒト血清を使用して培養するのと同様
に培養することができる。
The methods described herein, for example, to Bodnar et al.
There is no need to first coat the culture vessel with an extracellular matrix as described in U.S. Patent No. 6,800,480 assigned to the U.S. Patent No. 6,800,480 of the same assignee as the present invention. In some embodiments described herein, iPS cells can be cultured in the same manner as other pluripotent stem cells, such as hES cells and iPS cells, are cultured using soluble human serum, substantially as described in Applicant's U.S. Patent No. 8,334, 138; and Schulz T. et al. (2012) supra.

本明細書に記載の方法では、Thomson,J.に対するものであり、Wiscon
sin Alumni Research Foundation(WARF)に譲渡さ
れた米国特許第7,005,252号に記載の通り単に線維芽細胞フィーダー層以外の供
給源から供給される外因的に添加された線維芽細胞成長因子(FGF)は全く必要ない。
The methods described herein are directed to Thomson, J., and Wiscon
No exogenously added fibroblast growth factor (FGF) is required, provided from a source other than simply a fibroblast feeder layer, as described in US Pat. No. 7,005,252, assigned to the sin Alumni Research Foundation (WARF).

多分化能および分化した細胞組成物
本明細書に記載の方法によって生成する細胞組成物は、多能性幹細胞、前原条、中内胚
葉、胚体内胚葉、前腸内胚葉、PDX1陽性前腸内胚葉、PDX1陽性膵臓内胚葉または
PDX1/NKX6.1同時陽性膵臓内胚葉、内分泌前駆体/先駆体またはNGN3/N
KX2.2同時陽性内分泌前駆体/先駆体、およびホルモン分泌内分泌細胞またはINS
、GCG、GHRL、SST、PP単独陽性内分泌細胞を含む細胞培養物を含み、培養物
中の細胞の少なくとも約5~90%が、生成された前原条、中内胚葉、胚体内胚葉、前腸
内胚葉、PDX1陽性前腸内胚葉、PDX1陽性膵臓内胚葉またはPDX1/NKX6.
1同時陽性膵臓内胚葉、内分泌前駆体/先駆体またはNGN3/NKX2.2同時陽性内
分泌前駆体/先駆体、およびホルモン分泌内分泌細胞またはINS、GCG、GHRL、
SST、PP単独陽性内分泌細胞である。
Pluripotent and Differentiated Cell Compositions The cell compositions produced by the methods described herein include pluripotent stem cells, preprimitive streak, mesendoderm, definitive endoderm, foregut endoderm, PDX1 positive foregut endoderm, PDX1 positive pancreatic endoderm or PDX1/NKX6.1 co-positive pancreatic endoderm, endocrine precursors/precursors or NGN3/N
KX2.2 co-positive endocrine precursors/precursors and hormone-secreting endocrine cells or INS
, GCG, GHRL, SST, PP single positive endocrine cells, wherein at least about 5-90% of the cells in the culture are generated anterior primitive streak, mesendoderm, definitive endoderm, foregut endoderm, PDX1 positive foregut endoderm, PDX1 positive pancreatic endoderm or PDX1/NKX6.
1 co-positive pancreatic endoderm, endocrine precursors/precursors or NGN3/NKX2.2 co-positive endocrine precursors/precursors, and hormone-secreting endocrine cells or INS, GCG, GHRL,
SST and PP are single positive endocrine cells.

本明細書に記載の一部の実施形態は、幹細胞およびiPS細胞などの多能性細胞と、前
原条、中内胚葉または胚体内胚葉などの多分化能細胞の両方、ならびに、PDX1陽性前
腸内胚葉、PDX1陽性膵臓内胚葉またはPDX1/NKX6.1同時陽性膵臓内胚葉、
内分泌前駆体/先駆体またはNGN3/NKX2.2同時陽性内分泌前駆体/先駆体、お
よびホルモン分泌内分泌細胞またはINS、GCG、GHRL、SST、PP単独陽性内
分泌細胞などの、より分化しているが、なお潜在的に多分化能である細胞を含む細胞集団
および細胞培養物などの組成物に関する。例えば、本明細書に記載の方法を使用して、多
能性幹細胞および他の多分化能細胞または分化した細胞の混合物を含む組成物を生成する
ことができる。一部の実施形態では、約95の多能性細胞ごとに少なくとも約5の多分化
能細胞または分化した細胞を含む組成物が生成する。他の実施形態では、約5の多能性細
胞ごとに少なくとも約95の多分化能細胞または分化した細胞を含む組成物が生成する。
さらに、他の比の多分化能細胞または分化した細胞と多能性細胞を含む組成物が考えられ
ている。例えば、約1,000,000の多能性細胞ごとに少なくとも約1の多分化能細
胞または分化した細胞を含む組成物、約100,000の多能性細胞ごとに少なくとも約
1の多分化能細胞または分化した細胞を含む組成物、約10,000の多能性細胞ごとに
少なくとも約1の多分化能細胞または分化した細胞を含む組成物、約1000の多能性細
胞ごとに少なくとも約1の多分化能細胞または分化した細胞を含む組成物、約500の多
能性細胞ごとに少なくとも約1の多分化能細胞または分化した細胞を含む組成物、約10
0の多能性細胞ごとに少なくとも約1の多分化能細胞または分化した細胞を含む組成物、
約10の多能性細胞ごとに少なくとも約1の多分化能細胞または分化した細胞を含む組成
物、約5の多能性細胞ごと、および約1までの多能性細胞ごとに少なくとも約1の多分化
能細胞または分化した細胞を含む組成物、および約1の多能性細胞ごとに少なくとも約1
,000,000の多分化能細胞または分化した細胞を含む組成物が考えられている。
Some embodiments described herein provide for the production of both pluripotent cells, such as stem cells and iPS cells, and multipotent cells, such as preprimitive streak, mesendoderm, or definitive endoderm, as well as PDX1-positive foregut endoderm, PDX1-positive pancreatic endoderm, or PDX1/NKX6.1 co-positive pancreatic endoderm,
The present invention relates to compositions such as cell populations and cell cultures that contain endocrine precursors/precursors or NGN3/NKX2.2 co-positive endocrine precursors/precursors, and more differentiated but potentially multipotent cells such as hormone-secreting endocrine cells or INS, GCG, GHRL, SST, PP single positive endocrine cells. For example, the methods described herein can be used to generate compositions that contain a mixture of pluripotent stem cells and other multipotent or differentiated cells. In some embodiments, compositions are generated that contain at least about 5 multipotent or differentiated cells for every about 95 pluripotent cells. In other embodiments, compositions are generated that contain at least about 95 multipotent or differentiated cells for every about 5 pluripotent cells.
Additionally, compositions comprising other ratios of multipotent or differentiated cells to pluripotent cells are contemplated, for example, compositions comprising at least about 1 multipotent or differentiated cell for about every 1,000,000 pluripotent cells, compositions comprising at least about 1 multipotent or differentiated cell for about every 100,000 pluripotent cells, compositions comprising at least about 1 multipotent or differentiated cell for about every 10,000 pluripotent cells, compositions comprising at least about 1 multipotent or differentiated cell for about every 1000 pluripotent cells, compositions comprising at least about 1 multipotent or differentiated cell for about every 500 pluripotent cells, compositions comprising at least about 1 multipotent or differentiated cell for about every 10
A composition comprising at least about 1 multipotent or differentiated cell for every 0 pluripotent cells;
Compositions comprising at least about 1 multipotent or differentiated cell for about every 10 pluripotent cells, compositions comprising at least about 1 multipotent or differentiated cell for about every 5 pluripotent cells, and up to about 1 pluripotent cell, and compositions comprising at least about 1 multipotent or differentiated cell for about every 1 pluripotent cell.
Compositions comprising millions of multipotent or differentiated cells are contemplated.

本明細書に記載の一部の実施形態は、少なくとも約5%の多分化能細胞または分化した
細胞から少なくとも約99%の多分化能細胞または分化した細胞までを含む細胞培養物ま
たは細胞集団に関する。一部の実施形態では、細胞培養物または細胞集団は哺乳動物細胞
を含む。好ましい実施形態では、細胞培養物または細胞集団はヒト細胞を含む。例えば、
ある特定の実施形態は、ヒト細胞を含む細胞培養物であって、ヒト細胞の少なくとも約5
%~少なくとも約99%が多分化能細胞または分化した細胞である細胞培養物に関する。
他の実施形態は、ヒト細胞を含む細胞培養物であって、ヒト細胞の少なくとも約5%、少
なくとも約10%、少なくとも約15%、少なくとも約20%、少なくとも約25%、少
なくとも約30%、少なくとも約35%、少なくとも約40%、少なくとも約45%、少
なくとも約50%、少なくとも約55%、少なくとも約60%、少なくとも約65%、少
なくとも約70%、少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少
なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約98%、少なくとも約99%、ま
たは99%超が多分化能細胞または分化した細胞である細胞培養物に関する。細胞培養物
または細胞集団がヒトフィーダー細胞を含む複数の実施形態では、細胞培養中のヒトフィ
ーダー細胞を考慮せずに上記の百分率を算出する。
Some embodiments described herein relate to cell cultures or cell populations comprising at least about 5% multipotent or differentiated cells to at least about 99% multipotent or differentiated cells. In some embodiments, the cell cultures or cell populations comprise mammalian cells. In preferred embodiments, the cell cultures or cell populations comprise human cells. For example,
Certain embodiments provide a cell culture comprising human cells, comprising at least about 5% of the human cells.
The present invention relates to cell cultures in which from about 99% to at least about 99% are multipotent or differentiated cells.
Other embodiments relate to cell cultures comprising human cells, wherein at least about 5%, at least about 10%, at least about 15%, at least about 20%, at least about 25%, at least about 30%, at least about 35%, at least about 40%, at least about 45%, at least about 50%, at least about 55%, at least about 60%, at least about 65%, at least about 70%, at least about 75%, at least about 80%, at least about 85%, at least about 90%, at least about 95%, at least about 98%, at least about 99%, or more than 99% of the human cells are multipotent or differentiated cells. In embodiments where the cell culture or cell population comprises human feeder cells, the above percentages are calculated without consideration of the human feeder cells in the cell culture.

本明細書に記載の組成物および方法には、いくつかの有用な特徴がある。例えば、多分
化能細胞、例えば、前原条細胞および/または中内胚葉細胞を含む細胞培養物および細胞
集団、ならびにそのような細胞培養物および細胞集団を生成するための方法は、ヒト発生
の初期をモデリングするために有用である。さらに、本明細書に記載の組成物および方法
は、真性糖尿病などの病態への治療介入としても機能し得る。例えば、前原条細胞および
/または中内胚葉細胞は限られた数の組織のみの供給源として機能するので、純粋な組織
または細胞の型の発生において使用することができる。前原条細胞を生成するためのいく
つかのプロセスでは、出発材料として使用される多能性細胞は、多能性幹細胞、例えばh
ES細胞、hEG細胞またはiPS細胞である。
The compositions and methods described herein have several useful features. For example, cell cultures and cell populations including pluripotent cells, such as preprimitive streak cells and/or mesendoderm cells, and methods for generating such cell cultures and cell populations are useful for modeling early human development. In addition, the compositions and methods described herein may also serve as therapeutic interventions for pathologies such as diabetes mellitus. For example, preprimitive streak cells and/or mesendoderm cells serve as a source for only a limited number of tissues, and therefore can be used in the generation of pure tissue or cell types. In some processes for generating preprimitive streak cells, the pluripotent cells used as starting material are pluripotent stem cells, such as hESCs, which are pluripotent stem cells.
ES cells, hEG cells or iPS cells.

栄養外胚葉細胞
本明細書に記載の方法を使用して、他の細胞型を実質的に含まない、栄養外胚葉細胞を
含む組成物を生成することができる。本明細書に記載の一部の実施形態では、本明細書に
記載の方法によって生成する栄養外胚葉細胞集団または細胞培養物では、HAND1、E
omes、MASH2、ESXL1、HCG、KRT18、PSG3、SFXN5、DL
X3、PSX1、ETS2、およびERBB遺伝子を含む群から選択されるマーカーの発
現が、非栄養外胚葉細胞または細胞集団におけるHAND1、Eomes、MASH2、
ESXL1、HCG、KRT18、PSG3、SFXN5、DLX3、PSX1、ETS
2、およびERBBの発現レベルと比較して実質的に高い。
Trophectoderm Cells The methods described herein can be used to generate compositions comprising trophectoderm cells, substantially free of other cell types. In some embodiments described herein, the trophectoderm cell populations or cell cultures generated by the methods described herein contain HAND1, E
omes, MASH2, ESXL1, HCG, KRT18, PSG3, SFXN5, DL
X3, PSX1, ETS2, and ERBB genes in a non-trophectoderm cell or cell population.
ESXL1, HCG, KRT18, PSG3, SFXN5, DLX3, PSX1, ETS
2, and is substantially higher compared to the expression levels of ERBB.

前原条細胞
本明細書に記載の方法を使用して、他の細胞型を実質的に含まない、前原条細胞を含む
組成物を生成することができる。本明細書に記載の一部の実施形態では、本明細書に記載
の方法によって生成する前原条細胞集団または細胞培養物は、FGF8マーカー遺伝子お
よび/またはNODALマーカー遺伝子を、BRACHURYlow、FGF4 low
、SNAI1 low、SOX17 low、FOXA2 low、SOX7 lowお
よびSOX1 lowと比較して実質的に発現する。前原条細胞および前原条細胞を生成
する方法は、出願人の米国特許第7,958,585号、PREPRIMITIVE S
TREAK AND MESENDODERM CELLS、2011年7月26日発行
に詳しく記載されている。
Preprimitive streak cells The methods described herein can be used to generate compositions comprising preprimitive streak cells, substantially free of other cell types. In some embodiments described herein, the preprimitive streak cell populations or cell cultures generated by the methods described herein express the FGF8 marker gene and/or the NODAL marker gene as follows: BRACHURY low, FGF4 low,
Preprimitive streak cells and methods of generating preprimitive streak cells are described in Applicant's U.S. Pat. No. 7,958,585, PREPRIMITIVE STREAK CELLS AND METHODS FOR PRODUCING THE SAME.
This is described in detail in TREAK AND MESENDODERM CELLS, published on July 26, 2011.

胚体外細胞
本明細書に記載の方法を使用して、他の細胞型を実質的に含まない、胚体外細胞を含む
組成物を生成することができる。原始内胚葉細胞、近位内胚葉細胞および遠位内胚葉細胞
は胚体外細胞である。原始内胚葉細胞は近位内胚葉細胞および遠位内胚葉細胞を生じる。
近位内胚葉細胞は、卵黄嚢の一部を形成する内胚葉細胞である。近位内胚葉細胞は、栄養
分の取り込みおよび輸送の両方において機能する。遠位内胚葉細胞は、ライヘルト膜とし
て公知の胚体外組織と近接している。遠位内胚葉細胞の役割のうちの1つは、基底膜の構
成成分の生成である。まとめると、近位内胚葉細胞および遠位内胚葉細胞は、多くの場合
、胚体外内胚葉と称されるものを形成する。名称に示されている通り、胚体外内胚葉細胞
は発生の間に形成される胚構造を生じない。対照的に、本明細書に記載の胚体内胚葉細胞
および他の内胚葉系列または膵臓の系列細胞は、胚性であるまたは胚細胞から導出された
ものであり、胚発生の間に形成される腸管から導出された組織を生じる。本明細書に記載
の一部の実施形態では、本明細書に記載の方法によって生成する胚体外細胞集団または細
胞培養物では、SOX7遺伝子、SOX17遺伝子、THBD遺伝子、SPARC遺伝子
、DAB1遺伝子、FTNF4alpha遺伝子またはAFP遺伝子を含む群から選択さ
れるマーカーの発現が、少なくとも、他の細胞型または細胞集団、例えば胚体内胚葉では
発現されないSOX7、SOX17、THBD、SPARC、DAB1、またはAFPの
発現レベルと比較して実質的に高い。
The methods described herein can be used to generate compositions comprising extraembryonic cells, substantially free of other cell types. Primitive endoderm cells, proximal endoderm cells and distal endoderm cells are extraembryonic cells. Primitive endoderm cells give rise to proximal endoderm cells and distal endoderm cells.
Proximal endoderm cells are endoderm cells that form part of the yolk sac. Proximal endoderm cells function in both nutrient uptake and transport. Distal endoderm cells are in close proximity to an extraembryonic tissue known as Reichert's membrane. One of the roles of distal endoderm cells is the production of components of the basement membrane. Taken together, proximal and distal endoderm cells form what is often referred to as extraembryonic endoderm. As the name suggests, extraembryonic endoderm cells do not give rise to embryonic structures that form during development. In contrast, the definitive endoderm cells and other endoderm lineage or pancreatic lineage cells described herein are embryonic or derived from embryonic cells, and give rise to tissues derived from the gut tube that form during embryonic development. In some embodiments described herein, the extraembryonic cell populations or cell cultures generated by the methods described herein have substantially higher expression of a marker selected from the group including SOX7 gene, SOX17 gene, THBD gene, SPARC gene, DAB1 gene, FTNF4alpha gene or AFP gene, at least compared to the expression levels of SOX7, SOX17, THBD, SPARC, DAB1, or AFP that are not expressed in other cell types or cell populations, e.g., definitive endoderm.

中内胚葉細胞
本明細書に記載の方法を使用して、他の細胞型を実質的に含まない、中内胚葉細胞を含
む組成物を生成することができる。本明細書に記載の一部の実施形態では、本明細書に記
載の方法によって生成する中内胚葉細胞集団または細胞培養物は、FGF4、SNAI1
、MIXL1および/またはWNT3マーカー遺伝子を含む群から選択されるマーカーの
発現が、SOX17 low、CXCR4 low、FOXA2 low、SOX7 l
owおよびSOX1 lowと比較して実質的に高い。中内胚葉細胞および中内胚葉細胞
を生成する方法は、出願人の米国特許第7,958,585号、PREPRIMITIV
E STREAK AND MESENDODERM CELLS、2011年7月26
日発行に詳しく記載されている。
Mesendoderm Cells The methods described herein can be used to generate compositions comprising mesendoderm cells, substantially free of other cell types. In some embodiments described herein, the mesendoderm cell populations or cell cultures generated by the methods described herein contain FGF4, SNAI1
, MIXL1 and/or WNT3 marker genes, SOX17 low, CXCR4 low, FOXA2 low, SOX7 low,
Mesendoderm cells and methods for generating mesendoderm cells are described in Applicant's U.S. Pat. No. 7,958,585, PREPRIMITIV
E STREAK AND MESENDODERM CELLS, July 26, 2011
It's explained in detail in the daily issue.

スクリーニング方法
一部の実施形態では、スクリーニング方法を使用して、ヒト多能性幹細胞、人工多能性
幹細胞、前原条細胞、中内胚葉細胞、胚体内胚葉細胞、前腸内胚葉またはPDX1陰性前
腸内胚葉細胞、PDX1陽性前腸内胚葉またはPDX1陽性膵臓内胚葉細胞または膵臓前
駆細胞、内分泌前駆/先駆細胞、および/または内分泌細胞などの多能性細胞、多分化能
細胞および/または分化した細胞を含むある特定の細胞集団を得る。次いで、細胞集団に
候補分化因子をもたらす。候補分化因子をもたらす前またはそれとほぼ同時である第1の
時点で、マーカーの発現を決定する。あるいは、候補分化因子をもたらした後にマーカー
の発現を決定することができる。第1の時点の後であり、かつ候補分化因子を細胞集団に
もたらすステップの後である第2の時点で、同じマーカーの発現を再度決定する。候補分
化因子が膵臓先駆細胞の分化を促進することができるかどうかを、第1の時点におけるマ
ーカーの発現と第2の時点におけるマーカーの発現を比較することによって決定する。第
2の時点におけるマーカーの発現が第1の時点におけるマーカーの発現と比較して増加ま
たは減少した場合、当該候補分化因子は膵臓前駆細胞の分化を促進することができること
になる。
Screening Method In some embodiments, the screening method is used to obtain a certain cell population including pluripotent cells, multipotent cells and/or differentiated cells, such as human pluripotent stem cells, induced pluripotent stem cells, preprimitive streak cells, mesendoderm cells, definitive endoderm cells, foregut endoderm or PDX1-negative foregut endoderm cells, PDX1-positive foregut endoderm or PDX1-positive pancreatic endoderm cells or pancreatic progenitor cells, endocrine precursor/precursor cells, and/or endocrine cells. A candidate differentiation factor is then provided to the cell population. At a first time point, before or at about the same time as providing the candidate differentiation factor, the expression of the marker is determined. Alternatively, the expression of the marker can be determined after providing the candidate differentiation factor. At a second time point, after the first time point and after the step of providing the candidate differentiation factor to the cell population, the expression of the same marker is determined again. Whether the candidate differentiation factor can promote the differentiation of pancreatic progenitor cells is determined by comparing the expression of the marker at the first time point with the expression of the marker at the second time point. If expression of the marker at the second time point is increased or decreased relative to expression of the marker at the first time point, then the candidate differentiation factor is capable of promoting differentiation of pancreatic progenitor cells.

本明細書に記載のスクリーニング方法の一部の実施形態では、ヒト胚体内胚葉、PDX
-1陰性前腸内胚葉、PDX-1陽性前腸内胚葉、PDX-1陽性膵臓内胚葉、または膵
臓前駆体または内分泌前駆/先駆細胞を含む細胞集団または細胞培養物を利用する。例え
ば、細胞集団は、PDX-1陽性膵臓内胚葉または膵臓前駆細胞の実質的に精製された集
団であってよい。例えば、細胞集団はヒト膵臓前駆細胞の濃縮された集団であってよく、
細胞集団内のヒト細胞の少なくとも約50%~97%がヒト膵臓前駆細胞であり、残りは
、内分泌前駆体/先駆体または内分泌細胞および他の細胞型で構成される。膵臓前駆体集
団の濃縮は、出願人の米国特許出願第12/107,020号、表題METHOD FO
R PURIFYING ENDODERM AND PANCREATIC ENDO
DERM CELLS DERIVED FROM HUMAN EMBRYONIC
STEM CELLS、2008年4月21日出願、現在は米国特許第8,338、17
0号および対応する刊行物Kellyら(2011)、上記に詳細に記載されている。
In some embodiments of the screening methods described herein, human definitive endoderm, PDX
The present invention utilizes a cell population or cell culture comprising PDX-1-negative foregut endoderm, PDX-1-positive foregut endoderm, PDX-1-positive pancreatic endoderm, or pancreatic precursor or endocrine precursor/progenitor cells. For example, the cell population can be a substantially purified population of PDX-1-positive pancreatic endoderm or pancreatic progenitor cells. For example, the cell population can be an enriched population of human pancreatic progenitor cells,
At least about 50%-97% of the human cells in the cell population are human pancreatic progenitor cells, with the remainder consisting of endocrine precursors/precursors or endocrine cells and other cell types. Enrichment of the pancreatic progenitor population is described in applicant's U.S. patent application Ser. No. 12/107,020, entitled METHODS FOR USE IN HIGH-TEMPERATURE HUMAN CARDIAC SYSTEMS.
R PURIFYING ENDODERM AND PANCREATIC ENDO
DERM CELLS DERIVED FROM HUMAN EMBRYONICS
STEM CELLS, filed April 21, 2008, now U.S. Pat. No. 8,338,177.
0 and the corresponding publication Kelly et al. (2011), supra.

本明細書に記載のスクリーニング方法の複数の実施形態では、細胞集団を候補(試験)
分化因子と接触させる、または他のやり方で候補(試験)分化因子をもたらす。候補分化
因子は、上記の細胞のいずれか、例えばヒト膵臓前駆細胞の分化を促進する潜在性を有し
得る任意の分子を含んでよい。本明細書に記載の一部の実施形態では、候補分化因子は、
細胞の1種または複数種の型に対する分化因子であることが分かっている分子を含む。代
替の実施形態では、候補分化因子は、細胞分化を促進することが分かっていない分子を含
む。好ましい実施形態では、候補分化因子は、ヒト膵臓前駆細胞の分化を促進することが
分かっていない分子を含む。胚体内胚葉を分化させる因子に対するスクリーニングは、例
えば、出願人の米国特許出願第12/093,590号、表題MARKERS OF D
EFINITIVE ENDODERM、2008年7月21日出願に詳細に記載されて
いる。
In some embodiments of the screening methods described herein, the cell population is a candidate (test)
The cells are contacted with or otherwise provided with a candidate (test) differentiation factor. Candidate differentiation factors may include any molecule that may have the potential to promote differentiation of any of the above cells, e.g., human pancreatic progenitor cells. In some embodiments described herein, the candidate differentiation factor is
The candidate differentiation factors include molecules known to be differentiation factors for one or more types of cells. In alternative embodiments, the candidate differentiation factors include molecules not known to promote cell differentiation. In preferred embodiments, the candidate differentiation factors include molecules not known to promote differentiation of human pancreatic progenitor cells. Screening for factors that differentiate definitive endoderm can be performed, for example, as described in applicant's U.S. patent application Ser. No. 12/093,590, entitled MARKERS OF DISEASE.
This is described in detail in EFINITIVE ENDODERM, filed July 21, 2008.

少なくとも1種のマーカーの発現を第1の時点で決定することに加えて、本明細書に記
載のスクリーニング方法の一部の実施形態では、少なくとも1種のマーカーの発現を、第
1の時点の後であり、かつ細胞集団に候補分化因子をもたらした後である第2の時点で決
定することが意図されている。そのような実施形態では、第1の時点と第2の時点の両方
で同じマーカーの発現を決定する。一部の実施形態では、第1の時点と第2の時点の両方
で複数種のマーカーの発現を決定する。そのような実施形態では、第1の時点と第2の時
点の両方で同じ複数種のマーカーの発現を決定する。一部の実施形態では、それぞれが第
1の時点の後であり、かつそれぞれが細胞集団に候補分化因子をもたらした後である複数
の時点でマーカーの発現を決定する。ある特定の実施形態では、Q-PCRによってマー
カーの発現を決定する。他の実施形態では、免疫細胞化学によってマーカーの発現を決定
する。
In addition to determining the expression of at least one marker at a first time point, some embodiments of the screening methods described herein contemplate determining the expression of at least one marker at a second time point that is subsequent to the first time point and subsequent to providing the cell population with the candidate differentiation factor. In such embodiments, the expression of the same marker is determined at both the first and second time points. In some embodiments, the expression of multiple markers is determined at both the first and second time points. In such embodiments, the expression of the same multiple markers is determined at both the first and second time points. In some embodiments, the expression of the marker is determined at multiple time points, each subsequent to the first time point and each subsequent to providing the cell population with the candidate differentiation factor. In certain embodiments, the expression of the marker is determined by Q-PCR. In other embodiments, the expression of the marker is determined by immunocytochemistry.

本明細書に記載のスクリーニング方法のある特定の実施形態では、第1の時点および第
2の時点において発現が決定されるマーカーは、膵臓前駆細胞から膵島組織を構成する最
終分化した細胞の先駆体である細胞への分化に関連するマーカーである。そのような細胞
としては、未成熟膵島ホルモン発現細胞を挙げることができる。
In certain embodiments of the screening methods described herein, the markers whose expression is determined at the first and second time points are markers associated with the differentiation of pancreatic progenitor cells into cells that are precursors of the terminally differentiated cells that make up pancreatic islet tissue, including immature pancreatic islet hormone-expressing cells.

本明細書に記載のスクリーニング方法の一部の実施形態では、細胞集団に候補分化因子
をもたらすステップと第2の時点におけるマーカーの発現を決定するステップの間に十分
な時間を経過させる。細胞集団に候補分化因子をもたらすステップと第2の時点における
マーカーの発現を決定するステップの間の十分な時間は、約1時間の短さから約10日間
の長さまでであってよい。一部の実施形態では、少なくとも1種のマーカーの発現を、細
胞集団に候補分化因子をもたらした後に多数回決定する。一部の実施形態では、十分な時
間は、少なくとも約1時間、少なくとも約6時間、少なくとも約12時間、少なくとも約
16時間、少なくとも約1日間、少なくとも約2日間、少なくとも約3日間、少なくとも
約4日間、少なくとも約5日間、少なくとも約6日間、少なくとも約7日間、少なくとも
約8日間、少なくとも約9日間、少なくとも約10日間、少なくとも約11日間、少なく
とも約12日間、少なくとも約13日間、少なくとも約14日間、少なくとも約1週間、
少なくとも約2週間、少なくとも約3週間、少なくとも約4週間、少なくとも約5週間、
少なくとも約6週間、少なくとも約7週間、または少なくとも約8週間である。
In some embodiments of the screening methods described herein, a sufficient time is allowed to elapse between providing the cell population with the candidate differentiation factor and determining expression of the marker at a second time point. The sufficient time between providing the cell population with the candidate differentiation factor and determining expression of the marker at a second time point may be as little as about 1 hour to as long as about 10 days. In some embodiments, the expression of at least one marker is determined multiple times after providing the cell population with the candidate differentiation factor. In some embodiments, a sufficient time is at least about 1 hour, at least about 6 hours, at least about 12 hours, at least about 16 hours, at least about 1 day, at least about 2 days, at least about 3 days, at least about 4 days, at least about 5 days, at least about 6 days, at least about 7 days, at least about 8 days, at least about 9 days, at least about 10 days, at least about 11 days, at least about 12 days, at least about 13 days, at least about 14 days, at least about 1 week,
At least about 2 weeks, at least about 3 weeks, at least about 4 weeks, at least about 5 weeks,
At least about 6 weeks, at least about 7 weeks, or at least about 8 weeks.

本明細書に記載の方法の一部の実施形態では、第2の時点におけるマーカーの発現が第
1の時点におけるこのマーカーの発現と比較して増加または減少したかどうかをさらに決
定する。少なくとも1種のマーカーの発現の増加または減少により、候補分化因子が内分
泌前駆/先駆細胞の分化を促進することができることが示される。同様に、複数種のマー
カーの発現を決定する場合、第2の時点における複数種のマーカーの発現が第1の時点に
おけるこの複数種のマーカーの発現と比較して増加または減少したかどうかをさらに決定
する。マーカーの発現の増加または減少は、第1の時点および第2の時点での細胞集団に
おけるマーカーの量、レベルまたは活性を測定することまたは他のやり方で評価すること
によって決定することができる。そのような決定は、他のマーカー、例えばハウスキーピ
ング遺伝子発現との比較的なものであってもよく、絶対的なものであってもよい。第2の
時点におけるマーカーの発現が第1の時点と比較して増加するある特定の実施形態では、
増加の量は、少なくとも約2倍、少なくとも約5倍、少なくとも約10倍、少なくとも約
20倍、少なくとも約30倍、少なくとも約40倍、少なくとも約50倍、少なくとも約
60倍、少なくとも約70倍、少なくとも約80倍、少なくとも約90倍、少なくとも約
100倍または少なくとも約100倍超である。一部の実施形態では、増加の量は、2倍
未満である。第2の時点におけるマーカーの発現が第1の時点と比較して減少する実施形
態では、減少の量は、少なくとも約2分の1、少なくとも約5分の1、少なくとも約10
分の1、少なくとも約20分の1、少なくとも約30分の1、少なくとも約40分の1、
少なくとも約50分の1、少なくとも約60分の1、少なくとも約70分の1、少なくと
も約80分の1、少なくとも約90分の1、少なくとも約100分の1または少なくとも
約100分の1未満である。一部の実施形態では、減少の量は2分の1を下回らない。
In some embodiments of the methods described herein, the method further determines whether the expression of the marker at the second time point is increased or decreased compared to the expression of the marker at the first time point. An increase or decrease in the expression of at least one marker indicates that the candidate differentiation factor can promote the differentiation of endocrine precursor/precursor cells. Similarly, when the expression of multiple markers is determined, the method further determines whether the expression of the multiple markers at the second time point is increased or decreased compared to the expression of the multiple markers at the first time point. The increase or decrease in the expression of the marker can be determined by measuring or otherwise evaluating the amount, level or activity of the marker in the cell population at the first and second time points. Such determination may be relative to other markers, e.g., housekeeping gene expression, or may be absolute. In certain embodiments in which the expression of the marker at the second time point is increased compared to the first time point,
The amount of increase is at least about 2-fold, at least about 5-fold, at least about 10-fold, at least about 20-fold, at least about 30-fold, at least about 40-fold, at least about 50-fold, at least about 60-fold, at least about 70-fold, at least about 80-fold, at least about 90-fold, at least about 100-fold, or at least more than 100-fold. In some embodiments, the amount of increase is less than 2-fold. In embodiments in which expression of the marker at the second time point is decreased compared to the first time point, the amount of decrease is at least about 2-fold, at least about 5-fold, at least about 10 ...
at least about 1/20, at least about 1/30, at least about 1/40,
At least about 50-fold, at least about 60-fold, at least about 70-fold, at least about 80-fold, at least about 90-fold, at least about 100-fold, or at least less than about 100-fold. In some embodiments, the amount of reduction is no more than a factor of 2.

多分化能細胞または分化した細胞の生成のモニタリング
多能性細胞から多分化能細胞、多分化能細胞から膵臓前駆体またはホルモン内分泌細胞
などのさらに多分化能の細胞または分化した細胞への進行は、内分泌細胞における島ホル
モンの発現およびプロインスリンからインスリンおよびCペプチドへのプロセシングなど
の遺伝子マーカーおよび表現型マーカーを含めた特定の細胞に特有のマーカーの発現を決
定することによってモニタリングすることができる。いくつかのプロセスでは、ある特定
のマーカーの発現を、マーカーが存在するかしないかを検出することによって決定する。
あるいは、ある特定のマーカーの発現は、細胞培養物または細胞集団の細胞中でマーカー
が存在するレベルを測定することによって決定することができる。例えば、ある特定のプ
ロセスでは、未成熟膵島ホルモン発現細胞に特有のマーカーの発現ならびに多能性細胞、
胚体内胚葉、前腸内胚葉、PDX1陽性前腸内胚葉、内分泌前駆体/先駆体、胚体外内胚
葉、中胚葉、外胚葉、成熟膵島ホルモン発現細胞および/または他の細胞型に特有のマー
カーの有意な発現の欠如を決定する。
Monitoring the generation of multipotent or differentiated cells The progression of pluripotent cells to multipotent cells, and from multipotent cells to more multipotent or differentiated cells, such as pancreatic precursors or hormone endocrine cells, can be monitored by determining the expression of markers characteristic of a particular cell, including genetic and phenotypic markers, such as expression of islet hormones and the processing of proinsulin to insulin and C-peptide in endocrine cells. In some processes, the expression of a particular marker is determined by detecting the presence or absence of the marker.
Alternatively, expression of a particular marker can be determined by measuring the level at which the marker is present in the cells of the cell culture or cell population. For example, in certain processes, expression of markers characteristic of immature pancreatic islet hormone-expressing cells, as well as pluripotent cells,
The lack of significant expression of markers characteristic of definitive endoderm, foregut endoderm, PDX1-positive foregut endoderm, endocrine precursors/precursors, extraembryonic endoderm, mesoderm, ectoderm, mature pancreatic islet hormone-expressing cells and/or other cell types is determined.

他の胚体内胚葉系列の分化の程度がより低い細胞型の生成のモニタリングに関連して記
載されている通り、ブロット転写法および免疫細胞化学などの定性的技法または半定量的
技法を使用して、マーカーの発現を測定することができる。あるいは、マーカーの発現は
、Q-PCRまたはNanostringのnCounter、または数百以上のマーカ
ーを同時に分析およびアッセイすることができる関連するハイスループットなマルチプレ
ックス技術などの技法を使用することによって正確に定量化することができる。さらに、
ポリペプチドレベルでは、膵島ホルモン発現細胞のマーカーの多くは分泌タンパク質であ
ることが理解されよう。このように、ELISAなどの細胞外マーカー含有量を測定する
ための技法を利用することができる。
Marker expression can be measured using qualitative or semi-quantitative techniques such as blot transfer and immunocytochemistry, as described in connection with monitoring the generation of other less differentiated cell types of the definitive endoderm lineage. Alternatively, marker expression can be accurately quantified by using techniques such as Q-PCR or Nanostring's nCounter or related high throughput multiplex technologies that can analyze and assay hundreds or more markers simultaneously. Additionally,
At the polypeptide level, it will be appreciated that many of the markers for pancreatic islet hormone-expressing cells are secreted proteins. Thus, techniques for measuring extracellular marker content, such as ELISA, are available.

他の実施形態では、免疫組織化学的検査を使用して、上記の遺伝子によって発現される
タンパク質を検出する。さらに他の実施形態では、Q-PCRを免疫組織化学的な技法ま
たはフローサイトメトリー技法と併せて使用して、細胞型を有効かつ正確に特徴付け、同
定し、目的の細胞型におけるそのようなマーカーの量および相対的割合の両方を決定する
ことができる。一実施形態では、Q-PCRにより、細胞が混在する集団を含有する細胞
培養物におけるRNA発現のレベルを数量化することができる。しかし、Q-PCRでは
、目的のマーカーまたはタンパク質が同じ細胞で同時発現されるかどうかをもたらすまた
は認定することはできない。別の実施形態では、Q-PCRをフローサイトメトリー法と
併せて使用して細胞型を特徴付け、同定する。したがって、本明細書に記載の方法と、例
えば上記のものなどを組み合わせて使用することによって、内胚葉系列型細胞を含めた種
々の細胞型の完全な特徴付けおよび同定を実現および実証することができる。
In other embodiments, immunohistochemistry is used to detect proteins expressed by the above genes. In yet other embodiments, Q-PCR can be used in conjunction with immunohistochemistry or flow cytometry techniques to effectively and accurately characterize and identify cell types and determine both the amount and relative proportion of such markers in the cell type of interest. In one embodiment, Q-PCR can quantify the level of RNA expression in cell cultures containing a mixed population of cells. However, Q-PCR cannot provide or qualify whether markers or proteins of interest are co-expressed in the same cell. In another embodiment, Q-PCR is used in conjunction with flow cytometry methods to characterize and identify cell types. Thus, by using the methods described herein in combination with, for example, those described above, complete characterization and identification of various cell types, including endoderm lineage cells, can be achieved and demonstrated.

例えば、好ましい一実施形態では、膵臓前駆体または膵臓内胚葉またはPDX-1陽性
膵臓内胚葉は、Q-PCRおよび/またはICCによって実証される通り少なくともPD
X1、Nkx6.1、PTF1A、CPAおよび/またはcMYCを発現するが、そのよ
うな細胞は、PDX1陽性発現細胞と同定されるためには、ICCによって実証される通
り少なくともPDX1およびNkx6.1を同時発現し、SOX17、CXCR4、また
はCERを含めた他のマーカーを発現しない。同様に、in vitroまたはin v
ivoで成熟ホルモン分泌膵臓細胞を適切に同定するために、例えばインスリン分泌細胞
において、C-ペプチド(成熟かつ機能性のβ細胞におけるプロインスリンの適切なプロ
セシングの産物)およびインスリンが同時発現されることがICCによって実証される。
For example, in a preferred embodiment, the pancreatic progenitor or pancreatic endoderm or PDX-1 positive pancreatic endoderm is at least PDZ-1 positive as demonstrated by Q-PCR and/or ICC.
PDX1 positive expressing cells express PDX1, Nkx6.1, PTF1A, CPA and/or cMYC, but such cells must co-express at least PDX1 and Nkx6.1 as demonstrated by ICC and not express other markers, including SOX17, CXCR4, or CER, to be identified as PDX1 positive expressing cells.
To adequately identify mature hormone-secreting pancreatic cells in vivo, for example, ICC demonstrates that in insulin-secreting cells, C-peptide (the product of proper processing of proinsulin in mature and functional β-cells) and insulin are co-expressed.

さらに、当技術分野で公知の他の方法も、マーカー遺伝子発現を定量化するために使用
することができる。例えば、マーカー遺伝子産物の発現は、目的のマーカー遺伝子産物に
特異的な抗体を使用することによって検出することができる(例えば、ウエスタンブロッ
ト、フローサイトメトリー分析など)。ある特定のプロセスでは、hES由来細胞に特有
のマーカー遺伝子の発現ならびにhES由来細胞に特有のマーカー遺伝子の有意な発現の
欠如。hES由来細胞型を特徴付け、同定するためのさらに別の方法は、上に示されてい
る関連出願に記載されている。
In addition, other methods known in the art can be used to quantify marker gene expression. For example, expression of marker gene products can be detected by using antibodies specific to the marker gene products of interest (e.g., Western blot, flow cytometry analysis, etc.). In certain processes, expression of marker genes specific to hES-derived cells as well as the lack of significant expression of marker genes specific to hES-derived cells. Further methods for characterizing and identifying hES-derived cell types are described in the related applications listed above.

in vivoにおけるPDX1陽性膵臓内胚葉(ステージ1~4)の生成およびイン
スリン生成の要約
ある特定の内胚葉系列細胞および膵臓内胚葉系列細胞を生成するための方法は本明細書
において提供され、米国特許第7,534,608号;同第7,695,965号;およ
び同第7,993,920号、表題METHODS OF PRODUCING PAN
CREATIC HORMONES;および米国特許第8,129,182号、表題EN
DOCRINE PROGENITOR/PRECURSOR CELLS、PANCR
EATIC HORMONE-EXPRESSING CELLS AND METHO
DS OF PRODUCTIONなどの関連出願の他の箇所で考察されている。表17
および図42、図43および図44も参照されたい。
Summary of In Vivo Generation of PDX1-Positive Pancreatic Endoderm (Stages 1-4) and Insulin Production Methods for generating certain endoderm-lineage cells and pancreatic endoderm-lineage cells are provided herein and are described in U.S. Pat. Nos. 7,534,608; 7,695,965; and 7,993,920, entitled METHODS OF PRODUCING PANCREATIC ENDODERM.
CREATIC HORMONES; and U.S. Patent No. 8,129,182, entitled
DOCRINE PROGENITOR/PRECURSOR CELLS, PANCR
EATIC HORMONE-EXPRESSING CELLS AND METHO
These are discussed elsewhere in related applications, such as DS OF PRODUCTION.
Also see Figures 42, 43 and 44.

簡単に述べると、多能性幹細胞、例えばhES細胞およびiPS細胞に関する本発明の
定方向分化法は、所望の最終ステージの細胞培養物(PEC細胞または内分泌細胞)に応
じて少なくとも4つまたは5つまたは6つまたは7つのステージで説明することができる
。ステージ1は、多能性幹細胞からの胚体内胚葉の生成であり、約2~5日、好ましくは
2日または3日かかる。多能性幹細胞を、RPMI、TGFβスーパーファミリーメンバ
ー成長因子、例えばアクチビンA、アクチビンB、GDF-8またはGDF-11など(
100ng/mL)、WntファミリーメンバーまたはWnt経路活性化因子、例えばW
nt3aなど(25ng/mL)、あるいは、成長、および/または生存および/または
増殖、および/または細胞間接着を増強するためにrhoキナーゼまたはROCK阻害剤
、例えばY-27632など(10μM)を含む培地に懸濁させる。約24時間後に、培
地を、RPMIを含み、血清、例えば0.2%FBSなど、およびTGFβスーパーファ
ミリーメンバー成長因子、例えばアクチビンA、アクチビンB、GDF-8またはGDF
-11など(100ng/mL)、あるいはrhoキナーゼまたはROCK阻害剤を伴う
培地と交換し、さらに24時間(1日目)~48時間(2日目)置く。あるいは、アクチ
ビン/Wnt3aを含む培地中に約24時間置いた後、その後の24時間、アクチビンを
単独で含む培地(すなわち、培地はWnt3aを含まない)で細胞を培養する。重要なこ
とに、胚体内胚葉の生成には、低血清含有量、およびそれにより、低インスリンまたはイ
ンスリン様成長因子含有量の細胞培養条件が必要である。McLeanら(2007)S
tem Cells 25:29-38を参照されたい。McLeanらにより、ステー
ジ1においてhES細胞をわずか0.2μg/mLの濃度のインスリンと接触させること
は、胚体内胚葉の生成にとって有害であり得ることも示された。また別の当業者により、
多能性細胞から胚体内胚葉へのステージ1分化が実質的に本明細書およびD’Amour
ら(2005)に記載の通り改変された。例えば、少なくとも、Agarwalら、Ef
ficient Differentiation of Functional He
patocytes from Human Embryonic Stem Cell
s、Stem Cells(2008)26:1117-1127;Borowiakら
、Small Molecules Efficiently Direct Endo
dermal Differentiation of MouseおよびHuman
Embryonic Stem Cells、(2009)Cell Stem Cel
l 4:348-358;およびBrunnerら、Distinct DNA met
hylation patterns characterize different
iated human embryonic stem cells and dev
eloping human fetal liver、(2009)Genome R
es. 19:1044-1056。他の内胚葉系列細胞を導出するためには胚体内胚葉
の適切な分化、特定化、特徴付けおよび同定が必要である。このステージにおける胚体内
胚葉細胞は、SOX17およびHNF3β(FOXA2)を同時発現し、少なくともHN
F4アルファ、HNF6、PDX1、SOX6、PROX1、PTF1A、CPA、cM
YC、NKX6.1、NGN3、PAX3、ARX、NKX2.2、INS、GSC、G
HRL、SST、またはPPは評価できるほどには発現しない。胚体内胚葉においてFT
NF4アルファ発現が存在しないことは、少なくともDuncanら(1994)、「E
xpression of transcription factor FTNF-4
in the extraembryonic endoderm, gut, an
d nephrogenic tissue of the developing m
ouse embryo: FTNF-4 is a marker for prim
ary endoderm in the implanting blastocys
t」、Proc.Natl.Acad.Sci、91:7598-7602およびSi-
Tayebら(2010)、「Highly Efficient Generatio
n of Human Hepatocyte-Like cells from In
duced Pluripotent Stem Cells」、Hepatology
51:297-305において裏付けられ、詳しく記載されている。
Briefly, the directed differentiation method of the present invention for pluripotent stem cells, e.g., hES cells and iPS cells, can be described in at least four or five or six or seven stages depending on the desired end stage cell culture (PEC cells or endocrine cells). Stage 1 is the generation of definitive endoderm from pluripotent stem cells, which takes about 2-5 days, preferably 2 or 3 days. The pluripotent stem cells are cultured in RPMI, TGFβ superfamily member growth factors, such as activin A, activin B, GDF-8 or GDF-11, etc.
100 ng/mL), a Wnt family member or a Wnt pathway activator, e.g., W
The cells are suspended in a medium containing a rho kinase or ROCK inhibitor, such as Y-27632 (10 μM) to enhance growth and/or survival and/or proliferation and/or cell-cell adhesion, such as nt3a (25 ng/mL). After about 24 hours, the medium is changed to RPMI containing serum, such as 0.2% FBS, and a TGFβ superfamily member growth factor, such as activin A, activin B, GDF-8 or GDF-1.
The medium is then replaced with medium containing activin/Wnt3a (100 ng/mL) or a rho-kinase or ROCK inhibitor for an additional 24 hours (day 1) to 48 hours (day 2). Alternatively, after approximately 24 hours in medium containing activin/Wnt3a, the cells are cultured for the next 24 hours in medium containing activin alone (i.e., the medium does not contain Wnt3a). Importantly, the generation of definitive endoderm requires cell culture conditions with low serum content, and therefore low insulin or insulin-like growth factor content. McLean et al. (2007) S
See TEM Cells 25:29-38. McLean et al. have also shown that contacting hES cells at stage 1 with insulin at a concentration of as little as 0.2 μg/mL can be detrimental to the generation of definitive endoderm.
Stage 1 differentiation of pluripotent cells to definitive endoderm is substantially as described herein and in D'Amour's
(2005). For example, at least one of the methods described in Agarwal et al., Ef
Differentiation of Functional He
Patocytes from human embryonic stem cells
s, Stem Cells (2008) 26:1117-1127; Borowiak et al., Small Molecules Efficiently Direct Endo
Dermal Differentiation of Mouse and Human
Embryonic Stem Cells, (2009) Cell Stem Cell
4:348-358; and Brunner et al., Distinct DNA met.
Hydration patterns characterize different
induced human embryonic stem cells and development
eloping human fetal liver, (2009) Genome R
es. 19:1044-1056. Proper differentiation, specification, characterization and identification of definitive endoderm is necessary to derive other endoderm lineage cells. Definitive endoderm cells at this stage co-express SOX17 and HNF3β (FOXA2) and at least
F4 alpha, HNF6, PDX1, SOX6, PROX1, PTF1A, CPA, cM
YC, NKX6.1, NGN3, PAX3, ARX, NKX2.2, INS, GSC, G
There is no appreciable expression of HRL, SST, or PP.
The absence of NF4alpha expression is consistent with at least the findings of Duncan et al. (1994), "E
Expression of transcription factor FTNF-4
In the extraembryonic endoderm, gut, and
d nephrogenic tissue of the developing m
Ouse Embryo: FTNF-4 is a marker for priming
ary endoderm in the implanting blastocysts
t", Proc. Natl. Acad. Sci., 91:7598-7602 and Si-
Tayeb et al. (2010), "Highly Efficient Generation
of human hepatocyte-like cells from In
"Induced Pluripotent Stem Cells," Hepatology
51:297-305.

ステージ2では、ステージ1から胚体内胚葉細胞培養物を取得し、懸濁培養物を、IT
Sの1:1000希釈物中0.2%FBSなどの低血清レベル、25ngのKGF(また
はFGF7)、あるいはROCK阻害剤を伴うRPMIと一緒に24時間(2日目~3日
目)インキュベートすることによって前腸内胚葉またはPDX1陰性前腸内胚葉を生成す
る。24時間後に(3日目~4日目)、培地を、TGFβ阻害剤を含まないが、その代わ
りに、細胞の成長、生存および増殖を増強するためにROCK阻害剤をなお含む同じ培地
と交換し、さらに24時間(4日目~5日目)~48時間(6日目)置く。前腸内胚葉を
適切に特定化するための重要なステップはTGFβファミリー成長因子の除去である。し
たがって、2.5μMのTGFβ阻害剤番号4またはTGFβI型受容体であるアクチビ
ン受容体様キナーゼ(ALK)の特異的な阻害剤である5μMのSB431542などの
TGFβ阻害剤をステージ2細胞培養物に添加することができる。ステージ2で生成した
前腸内胚葉またはPDX1-陰性前腸内胚葉細胞は、SOX17、HNF1βおよびHN
F4アルファを同時発現し、胚体内胚葉、PDX1陽性膵臓内胚葉または膵臓前駆細胞ま
たは内分泌前駆体/先駆体ならびに一般には、複数ホルモン型細胞の特質である、少なく
ともSOX17およびHNF3β(FOXA2)も、HNF6、PDX1、SOX6、P
ROX1、PTF1A、CPA、cMYC、NKX6.1、NGN3、PAX3、ARX
、NKX2.2、INS、GSC、GHRL、SST、またはPPも評価できるほどには
同時発現しない。
In stage 2, definitive endoderm cell cultures are obtained from stage 1 and the suspension cultures are cultured in an IT
Foregut endoderm or PDX1-negative foregut endoderm is generated by incubation for 24 hours (days 2-3) with RPMI with low serum levels such as 0.2% FBS, 25 ng KGF (or FGF7), or ROCK inhibitor in a 1:1000 dilution of S. After 24 hours (days 3-4), the medium is replaced with the same medium without TGFβ inhibitor but instead still containing ROCK inhibitor to enhance cell growth, survival and proliferation for another 24 hours (days 4-5) to 48 hours (day 6). A critical step to properly specify foregut endoderm is the removal of TGFβ family growth factors. Therefore, a TGFβ inhibitor such as 2.5 μM TGFβ inhibitor number 4 or 5 μM SB431542, a specific inhibitor of the TGFβ type I receptor, activin receptor-like kinase (ALK), can be added to the stage 2 cell culture. Foregut endoderm or PDX1-negative foregut endoderm cells generated at stage 2 were identified as SOX17, HNF1β, and HN
At least SOX17 and HNF3β (FOXA2), which co-express F4alpha and are hallmarks of definitive endoderm, PDX1-positive pancreatic endoderm or pancreatic progenitor cells or endocrine precursors/precursors, and generally, multihormonal cells, are also expressed by HNF6, PDX1, SOX6, P
ROX1, PTF1A, CPA, cMYC, NKX6.1, NGN3, PAX3, ARX
, NKX2.2, INS, GSC, GHRL, SST, or PP were not appreciably co-expressed.

PEC生成のステージ3(5~8日目)では、ステージ2から前腸内胚葉細胞培養物を
取得し、1%B27、0.25μMのKAADシクロパミン、0.2μMのレチノイン酸
(RA)などのレチノイドまたは3nMのTTNPB(もしくはKAADシクロパミンと
TTNPBの組合せであるCTT3)などのレチノイン酸類似体、および50ng/mL
のノギン中DMEMまたはRPMIにより、約24時間(7日目)~48時間(8日目)
にわたってPDX1陽性前腸内胚葉細胞を生成する。具体的には、出願人らは、およそ2
003年からDMEM-高グルコースを使用しており、その時点の全ての特許および非特
許開示物では、「DMEM-高グルコース」などの言及がなくてもDMEM-高グルコー
スが使用されている。これは、一部において、Gibcoなどの製造者がそれらのDME
Mをそのように名付けておらず、例えばDMEM(Cat番号11960)およびKno
ckout DMEM(Cat番号10829)などであることが理由である。本出願の
出願日時点で、GibcoはさらなるDMEM製品を提供しているが、従来通り、例えば
Knockout DMEM(Cat番号10829-018)など、それらの高グルコ
ースを含有するある特定のDMEM産物に「高グルコース」と付けていないことに注目す
べきである。したがって、DMEMが記載されているそれぞれの場合に、高グルコースを
伴うDMEMを意味すると推定することができ、これは、この分野における研究開発を行
っている他者には明らかなことであった。外因性高グルコースの使用を記載しているさら
なる詳細は実施例21に記載されている。さらに、ROCK阻害剤またはrhoキナーゼ
阻害剤、例えばY-27632などを使用して、成長、生存、増殖を増強することおよび
細胞間接着を促進することができる。ステージ3で生成したPDX1陽性前腸細胞は、P
DX1およびHNF6、ならびにSOX9およびPROXを同時発現し、上のステージ1
およびステージ2に記載されている胚体内胚葉細胞もしくは前腸内胚葉(PDX1陰性前
腸内胚葉)細胞またはPDX1陽性前腸内胚葉細胞を示すマーカーは評価できるほどには
同時発現しない。
For stage 3 of PEC generation (days 5-8), foregut endoderm cell cultures were obtained from stage 2 and incubated with 1% B27, 0.25 μM KAAD cyclopamine, 0.2 μM retinoid such as retinoic acid (RA) or a retinoic acid analog such as 3 nM TTNPB (or CTT3, which is a combination of KAAD cyclopamine and TTNPB), and 50 ng/mL
in Noggin DMEM or RPMI for approximately 24 hours (day 7) to 48 hours (day 8).
Specifically, Applicants generate PDX1-positive foregut endoderm cells over a period of approximately 2
DMEM-high glucose has been used since 2003, and all patent and non-patent disclosures to that time use DMEM-high glucose even without any mention of "DMEM-high glucose" or the like. This is in part due to manufacturers such as Gibco not using their DMEM-high glucose.
M is not named as such, e.g., DMEM (Cat No. 11960) and Kno
It should be noted that, as of the filing date of this application, Gibco offers additional DMEM products, but has traditionally not labeled certain DMEM products containing high glucose, such as Knockout DMEM (Cat No. 10829-018). Thus, in each instance where DMEM is mentioned, it can be presumed that DMEM with high glucose is meant, which has been obvious to others conducting research and development in this field. Further details describing the use of exogenous high glucose are provided in Example 21. Additionally, ROCK inhibitors or rho kinase inhibitors, such as Y-27632, can be used to enhance growth, survival, proliferation, and promote cell-cell adhesion. PDX1-positive foregut cells generated at stage 3 were found to be able to express PDX1-positive foregut cells.
DX1 and HNF6, as well as SOX9 and PROX, were co-expressed at stage 1
and markers indicative of definitive endoderm cells or foregut endoderm cells described in stage 2 (PDX1-negative foregut endoderm) cells or PDX1-positive foregut endoderm cells are not appreciably co-expressed.

上記のステージ3の方法は、PECを生成するための4つのステージのうちの1つであ
る。下の実施例9~24に詳細に記載されている通り、内分泌前駆体/先駆体および内分
泌細胞を生成するために、ノギン、KAAD-シクロパミンおよびレチノイドに加えて、
アクチビン、Wntおよびヘレグリンを単独でおよび/または組み合わせて使用して、N
GN3発現を抑制する一方で良好な細胞凝集塊を維持する。実施例8、実施例9および実
施例10を参照されたい。
The Stage 3 method above is one of four stages for generating PECs. In addition to Noggin, KAAD-cyclopamine and retinoids, to generate endocrine precursors/progenitors and endocrine cells, as described in detail in Examples 9-24 below,
Activin, Wnt and Heregulin can be used alone and/or in combination to inhibit N
Repressing GN3 expression while maintaining good cell clumps, see Examples 8, 9 and 10.

ステージ4(8~14日目)PEC生成では、ステージ3から培地を取得し、それを、
1%vol/volのB27サプリメント、それに加えて50ng/mLのKGFおよび
50ng/mLのEGF、および時にはさらに50ng/mLのノギンおよびROCK阻
害剤中DMEMを含有し、さらにアクチビンを単独でまたはヘレグリンと組み合わせて含
む培地と交換する。これらの新しい方法では、少なくともPDX1およびNKX6.1な
らびにPTF1Aを同時発現する膵臓前駆細胞が生じる。これらの細胞は、上のステージ
1、ステージ2およびステージ3に記載の胚体内胚葉または前腸内胚葉(PDX1陰性前
腸内胚葉)細胞を示すマーカーは評価できるほどには発現しない。図44を参照されたい
For stage 4 (days 8-14) PEC generation, medium was taken from stage 3 and
The medium is replaced with DMEM containing 1% vol/vol B27 supplement plus 50 ng/mL KGF and 50 ng/mL EGF, and sometimes further 50 ng/mL Noggin and ROCK inhibitor, and further containing Activin alone or in combination with Heregulin. These new methods result in pancreatic progenitor cells that co-express at least PDX1 and NKX6.1 and PTF1A. These cells do not appreciably express markers indicative of definitive endoderm or foregut endoderm (PDX1-negative foregut endoderm) cells as described above in stages 1, 2, and 3. See FIG. 44.

あるいは、ステージ4からの細胞を、ステージ5において、DMEMを含有し、1%v
ol/volのB27サプリメントを伴う培地で約1~6日間(好ましくは約2日間、す
なわち、13~15日目)にわたってさらに分化させて、内分泌前駆体/先駆体または前
駆体型細胞ならびに/または単一ホルモン性膵臓内分泌型細胞および複数ホルモン性膵臓
内分泌型細胞を生成することができる。ステージ5で生成した内分泌前駆体/先駆体は、
少なくともCHGA、NGN3およびNkx2.2を同時発現し、PEC生成について上
のステージ1、ステージ2、ステージ3およびステージ4に記載の胚体内胚葉または前腸
内胚葉(PDX1陰性前腸内胚葉)を示すマーカーは評価できるほどには発現しない。図
44を参照されたい。
Alternatively, cells from stage 4 were cultured in DMEM containing 1% v
The endocrine precursors/precursors generated at stage 5 can be further differentiated in medium with 100 mol/vol B27 supplement for about 1-6 days (preferably about 2 days, i.e., days 13-15) to generate endocrine precursor/precursor or precursor type cells and/or monohormonal and polyhormonal pancreatic endocrine cells.
They co-express at least CHGA, NGN3 and Nkx2.2, and do not appreciably express markers indicative of definitive endoderm or foregut endoderm (PDX1-negative foregut endoderm) as described above for stages 1, 2, 3 and 4 for PEC generation. See FIG.

PEC生成のために、ステージ4で生成したPDX1陽性膵臓内胚葉をマクロ封入デバ
イスにローディングし、完全に含有させ、患者に移植し、PDX1陽性膵臓内胚葉細胞を
in vivoで膵臓ホルモン分泌細胞、または膵島、例えばインスリン分泌性ベータ細
胞に成熟させる(「in vivoの機能」とも称される)。PDX1陽性膵臓内胚葉細
胞の封入およびin vivoにおけるインスリンの生成は、米国特許出願第12/61
8,659号(‘659出願)、表題ENCAPSULATION OF PANCRE
ATIC LINEAGE CELLS DERIVED FROM HUMAN PL
URIPOTENT STEM CELLS、2009年11月13日出願に詳細に記載
されている。‘659出願は、仮特許出願第61/114,857号、表題ENCAPS
ULATION OF PANCREATIC PROGENITORS DERIVE
D FROM HES CELLS、2008年11月14日出願;および米国特許仮出
願第61/121,084号、表題ENCAPSULATION OF PANCREA
TIC ENDODERM CELLS、2008年12月9日出願;現在は米国特許第
8,278、106号および同第8,424,928号の優先権を主張するものである。
本明細書に記載の方法、組成物およびデバイスは、現在、好ましい実施形態を表し、例示
的なものであり、本発明の範囲を限定するものではない。その変化および他の使用は本発
明の主旨の範囲内に包含され、本開示の範囲によって定義されることが当業者には想起さ
れよう。したがって、本明細書に開示されている発明に対して、本発明の範囲および主旨
から逸脱することなく様々な置換および改変を行うことができることが当業者には明らか
になろう。
For PEC generation, the PDX1-positive pancreatic endoderm generated at stage 4 is loaded into a macroencapsulation device, fully contained, and implanted into a patient, and the PDX1-positive pancreatic endoderm cells are allowed to mature in vivo into pancreatic hormone-secreting cells, or pancreatic islets, e.g., insulin-secreting beta cells (also referred to as "in vivo function"). Encapsulation of PDX1-positive pancreatic endoderm cells and in vivo insulin production are described in U.S. patent application Ser. No. 12/61, filed Dec. 13, 2003.
No. 8,659 (the '659 application), entitled ENCAPSULATION OF PANCRE
ATIC LINEAGE CELLS DELIVERED FROM HUMAN PL
The '659 application is a joint application of Provisional Patent Application No. 61/114,857, entitled ENCAPS
ULATION OF PANCREATIC PROGENITORS DELIVERY
D FROM HES CELLS, filed Nov. 14, 2008; and U.S. Provisional Patent Application No. 61/121,084, entitled ENCAPSULATION OF PANCREAS
TIC ENDODERM CELLS, filed December 9, 2008; now claims priority to U.S. Pat. Nos. 8,278,106 and 8,424,928.
The methods, compositions, and devices described herein presently represent preferred embodiments, are exemplary, and are not intended to limit the scope of the invention. Modifications thereof and other uses will occur to those skilled in the art that are encompassed within the spirit of the invention and are defined by the scope of the disclosure. Thus, it will be apparent to those skilled in the art that various substitutions and modifications can be made to the invention disclosed herein without departing from the scope and spirit of the invention.

例えば、多能性細胞、例えばhES細胞およびiPS細胞から胚体内胚葉を生成するた
めに、成長因子またはシグナル伝達タンパク質のTGFβスーパーファミリーのメンバー
であるアクチビンAが使用されるが、他のTGFβスーパーファミリーメンバー、例えば
GDF-8およびGDF-11を、国際特許出願第PCT/US2008/065686
号、表題GROWTH FACTORS FOR PRODUCTION OF DEF
INITIVE ENDODERM、2008年6月3日出願に記載されているものなど
の胚体内胚葉を生成するために使用することができる。
For example, activin A, a member of the TGFβ superfamily of growth factors or signaling proteins, is used to generate definitive endoderm from pluripotent cells, such as hES cells and iPS cells, although other TGFβ superfamily members, such as GDF-8 and GDF-11, can be used in the preparation of pluripotent cells, see International Patent Application No. PCT/US2008/065686.
No., Title: GROWTH FACTORS FOR PRODUCTION OF DEF
The cells can be used to generate definitive endoderm, such as that described in INITIAL ENDODERM, filed June 3, 2008.

異なる状況においてでも、アクチビン単独により、またはWntおよびヘレグリンと組
み合わせて、高レベルおよび低レベルで、NGN3の発現を抑制および阻害することがで
きる;低レベルで、単独で、またはヘレグリンと組み合わせて、あるいは高レベルでWN
Tおよびヘレグリンと組み合わせて、細胞塊、したがって収量を維持することができる。
実施例8、実施例9および実施例10を参照されたい。
In different situations, activin alone or in combination with Wnt and heregulin can suppress and inhibit the expression of NGN3 at high and low levels; at low levels, alone or in combination with heregulin, or at high levels, Wnt can suppress and inhibit the expression of NGN3.
In combination with T and heregulin, cell mass and therefore yield can be maintained.
See Examples 8, 9 and 10.

PEC生成のために、ステージ2のPDX1陰性前腸内胚葉細胞をステージ3のPDX
1陽性前腸細胞に分化させるためにレチノイン酸(RA)を使用する。しかし、4-[(
E)-2-(5、6、7、8-テトラヒドロ-5,5,8,8-テトラメチル-2-ナフ
タレニル)-1-プロペニル]安息香酸(またはTTNPB)などの他のレチノイドまた
はレチノイン酸類似体および同様の類似体(例えば、4-HBTTNPB)を使用するこ
とができる。内分泌細胞および内分泌前駆/先駆細胞生成のために、レチノイン酸または
その類似体のいずれかをステージ6および/またはステージ7の間に添加してホルモン遺
伝子発現を誘導することもできる。実施例13および実施例16を参照されたい。
For PEC generation, stage 2 PDX1-negative foregut endoderm cells were cultured with stage 3 PDX1-negative foregut endoderm cells.
Retinoic acid (RA) is used to differentiate 4-[(
Other retinoids or retinoic acid analogs such as 5,6,7,8-tetrahydro-5,5,8,8-tetramethyl-2-naphthalenyl)-1-propenyl]benzoic acid (or TTNPB) and similar analogs (e.g., 4-HBTTNPB) can be used. For endocrine cell and endocrine precursor/precursor cell generation, either retinoic acid or its analogs can also be added during stage 6 and/or stage 7 to induce hormone gene expression. See Example 13 and Example 16.

ノギンは、例えば、骨形成タンパク質-4(BMP4)などのTGFβスーパーファミ
リーシグナル伝達タンパク質のメンバーを不活化するタンパク質である。しかし、コーデ
ィンおよびねじれ原腸形成(Twisted Gastrulation)(Tsg)な
どの他のBMP4阻害剤または抗BMP中和抗体によっても、BMPとその細胞表面受容
体の結合を妨げ、それにより、BMPシグナル伝達を有効に阻害することができる。ある
いは、ヒトノギンの遺伝子はクローニングされ、配列決定されている。米国特許第6,0
75,007号を参照されたい。ノギン配列の解析により、Kunitz型プロテアーゼ
阻害剤との相同性を有するカルボキシ末端領域が示され、これにより、潜在的に他のKu
nitz型プロテアーゼ阻害剤がBMPの阻害に関して同様の効果を有し得ることが示さ
れている。実施例15では、非内分泌(CHGA-)亜集団の生成を増加させるためのノ
ギンの使用が記載されている。
Noggin is a protein that inactivates members of the TGFβ superfamily of signaling proteins, such as bone morphogenetic protein-4 (BMP4). However, other BMP4 inhibitors, such as chordin and Twisted Gastrulation (Tsg), or anti-BMP neutralizing antibodies, can also prevent the binding of BMPs to their cell surface receptors, thereby effectively inhibiting BMP signaling. Alternatively, the human Noggin gene has been cloned and sequenced. U.S. Pat. No. 6,023,436 (Patent Publication No. 2002) discloses that Noggin inhibits BMP signaling by inhibiting the binding of BMPs to their cell surface receptors.
Analysis of the Noggin sequence reveals a carboxy-terminal region with homology to Kunitz-type protease inhibitors, potentially indicating that it may be a potential target for other Kunitz-type protease inhibitors.
It has been shown that nitz-type protease inhibitors may have similar effects on inhibiting BMPs.Example 15 describes the use of noggin to increase the generation of the non-endocrine (CHGA-) subpopulation.

最後に、本明細書および‘659出願;米国意匠登録出願第29/447,944号;
同第29/408,366号;同第29/408,368号;同第29/423,365
号;および同第61/774,443号、表題SEMIPERMEABLE MACRO
IMPLANTABLE CELLULAR ENCAPSULATION DEVI
CES、2013年3月7日出願に記載されているマクロ封入デバイスは、再度、単に例
示的なものであり、本発明の範囲を限定するものではない。特に、デバイスのサイズ、デ
バイス内のチャンバーまたは亜区画が複数であること、またはポートが複数であること、
さらにはデバイスのローディングおよび抽出の機構などのデバイス設計の変化は全て本発
明の主旨の範囲内に包含される。したがって、本明細書に記載の分化方法への種々の置換
および改変だけでなく、封入デバイスへの種々の置換および改変も同様に、本明細書に開
示されている発明に対して、本発明の範囲および主旨から逸脱することなく行うことがで
きることが当業者には明らかになろう。実施例10、実施利12および実施例18を参照
されたい。
Finally, this specification and the '659 application; U.S. Design Application No. 29/447,944;
No. 29/408,366; No. 29/408,368; No. 29/423,365
No. 61/774,443, entitled SEMIPERMEABLE MACRO
IMPLANTABLE CELLULAR ENCAPSULATION DEVICE
The macroencapsulation devices described in CES, filed March 7, 2013, are again merely exemplary and are not intended to limit the scope of the invention, particularly with respect to the size of the device, the presence of multiple chambers or subcompartments within the device, or the presence of multiple ports,
Furthermore, variations in device design, such as device loading and extraction mechanisms, are all within the scope of the present invention. Thus, it will be apparent to those skilled in the art that various substitutions and modifications to the differentiation methods described herein, as well as to the containment devices, can be made to the invention disclosed herein without departing from the scope and spirit of the present invention. See Example 10, Example 12, and Example 18.

多能性細胞を胚体内胚葉細胞に分化させるためのプロセスの一部に関して、上記の成長
因子が細胞にもたらされ、したがって、成長因子が培養物中に、多能性細胞の少なくとも
一部分から胚体内胚葉細胞および膵臓の系列細胞への分化を促進するために十分な濃度で
存在する。いくつかのプロセスでは、上記の成長因子は、細胞培養物中に少なくとも約5
ng/mL、少なくとも約10ng/mL、少なくとも約25ng/mL、少なくとも約
50ng/mL、少なくとも約75ng/mL、少なくとも約100ng/mL、少なく
とも約200ng/mL、少なくとも約300ng/mL、少なくとも約400ng/m
L、少なくとも約500ng/mL、少なくとも約1000ng/mL、少なくとも約2
000ng/mL、少なくとも約3000ng/mL、少なくとも約4000ng/mL
、少なくとも約5000ng/mLまたは約5000ng/mL超の濃度で存在する。さ
らに他の作用物質または成長因子は、細胞培養物中に少なくとも0.1mMまたは10m
Mまたはそれ以上の濃度で存在する。
For some processes for differentiating pluripotent cells into definitive endoderm cells, the above-mentioned growth factors are provided to the cells such that the growth factors are present in the culture at a concentration sufficient to promote differentiation of at least a portion of the pluripotent cells into definitive endoderm cells and cells of the pancreatic lineage. In some processes, the above-mentioned growth factors are provided to the cells at a concentration sufficient to promote differentiation of at least a portion of the pluripotent cells into definitive endoderm cells and cells of the pancreatic lineage.
ng/mL, at least about 10 ng/mL, at least about 25 ng/mL, at least about 50 ng/mL, at least about 75 ng/mL, at least about 100 ng/mL, at least about 200 ng/mL, at least about 300 ng/mL, at least about 400 ng/mL
L, at least about 500 ng/mL, at least about 1000 ng/mL, at least about 2
000 ng/mL, at least about 3000 ng/mL, at least about 4000 ng/mL
, at a concentration of at least about 5000 ng/mL or greater than about 5000 ng/mL. Still other agents or growth factors are present in the cell culture at a concentration of at least 0.1 mM or greater than 10 mM.
M or greater.

ある特定のプロセスでは、多能性幹細胞分化作用物質および/または成長因子を、添加
後に細胞培養物から除去する。例えば、成長因子を添加してから約1日以内、約2日以内
、約3日以内、約4日以内、約5日以内、約6日以内、約7日以内、約8日以内、約9日
以内または約10日以内にそれらを除去することができる。好ましいプロセスでは、成長
因子を添加した約4日後にそれらを除去する。作用物質および/もしくは成長因子の除去
は、作用物質および/もしくは成長因子の不在化で培地を変えること、またはその作用物
質および/もしくは成長因子の機能を阻害する別の作用物質を使用することによって実現
することができる。
In certain processes, the pluripotent stem cell differentiation agent and/or growth factor are removed from the cell culture after addition. For example, they can be removed within about 1 day, about 2 days, about 3 days, about 4 days, about 5 days, about 6 days, about 7 days, about 8 days, about 9 days, or about 10 days after adding the growth factor. In a preferred process, they are removed about 4 days after adding the growth factor. Removal of the agent and/or growth factor can be achieved by changing the medium in the absence of the agent and/or growth factor, or by using another agent that inhibits the function of the agent and/or growth factor.

好ましい一実施形態では、ステージ3細胞培養物は、これだけに限定されないが、内分
泌系列に傾倒した細胞(CHGA+)を阻止、抑制、阻害などすることができる作用物質
などを含む。そのような作用物質は、アクチビン、ヘレグリンおよびWNTおよびこれら
3つの組合せも、分化を促進し、かつ/または非内分泌多分化能膵臓前駆体亜集団(CH
GA-)を示すマーカーの発現を誘導し、かつ内分泌系列に傾倒した細胞(CHGA+)
のマーカーの発現を阻止するもしくは最小限にするために有効な量で含む。内分泌系列に
傾倒した細胞(CHGA+)を示すマーカーとしては、これだけに限定されないが、NG
N3、NKX2.2およびその他が挙げられる。
In a preferred embodiment, the stage 3 cell culture includes, but is not limited to, agents capable of blocking, suppressing, inhibiting, etc., cells committed to the endocrine lineage (CHGA+). Such agents include activin, heregulin and WNT and combinations of the three as well as agents that promote differentiation and/or inhibit non-endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulations (CHGA+).
induced expression of markers indicative of endocrine lineage commitment (CHGA-) and cells committed to the endocrine lineage (CHGA+)
Markers indicative of cells committed to the endocrine lineage (CHGA+) include, but are not limited to, NG
N3, NKX2.2 and others.

別の好ましい実施形態では、ステージ4細胞培養物は、これだけに限定されないが、内
分泌系列に傾倒した細胞(CHGA+)を阻止、抑制、阻害などすることができる作用物
質を含む。そのような作用物質は、アクチビンおよびヘレグリンおよびこれら2つの組合
せも、分化を促進し、かつ/または非内分泌多分化能膵臓前駆体亜集団(CHGA-)を
示すマーカーの発現を誘導し、かつ内分泌系列に傾倒した細胞(CHGA+)のマーカー
の発現を阻止するもしくは最小限にするために有効な量で含む。内分泌系列に傾倒した細
胞(CHGA+)を示すマーカーとしては、これだけに限定されないが、NGN3、NK
X2.2およびその他が挙げられる。少なくともNGN3をステージ3およびステージ4
の間抑制する手段は、下の実施例8~21に詳しく記載されている。
In another preferred embodiment, the stage 4 cell culture includes agents capable of preventing, suppressing, inhibiting, etc., cells committed to the endocrine lineage (CHGA+), including but not limited to activin and heregulin and combinations of the two, in an amount effective to promote differentiation and/or induce expression of markers indicative of non-endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulations (CHGA-) and prevent or minimize expression of markers of endocrine lineage committed cells (CHGA+). Markers indicative of endocrine lineage committed cells (CHGA+) include, but are not limited to, NGN3, NK
X2.2 and others. At least NGN3 at stage 3 and stage 4
Means for inhibiting the expression of β-glucosamine during the course of treatment are described in detail in Examples 8-21 below.

一実施形態では、ステージ4細胞培養物を、ステージ5において、少なくともノギン、
KGF、EGF、およびNotchシグナル伝達または経路阻害剤を用いてさらに分化さ
せる。内分泌分化を示すマーカーとしては、これだけに限定されないが、NGN3、NK
X2.2およびその他が挙げられる。好ましい実施形態では、in vivo発生試験に
おいて観察されるものをin vitroでシミュレートするまたは有効に模倣する作用
物質をステージ1~7において使用する。例えば、本発明および表17によるステージ3
およびステージ4では、内分泌分化を遅延させることができる作用物質、阻止することが
できる作用物質、抑制することができる作用物質および/もしくは阻害ことができる作用
物質、または、これだけに限定されないが、NGN3およびNKX2.2を含めた、内分
泌分化を示すマーカーを遅延させることができる作用物質、阻止することができる作用物
質、抑制することができる作用物質および/もしくは阻害ことができる作用物質を使用す
る。ステージ5、ステージ6、および/またはステージ7の間に、細胞培養物を、内分泌
分化を誘導することができる作用物質、増加させることができる作用物質および/または
促進することができる作用物質を用いて、例えば、ガンマセレクターゼ阻害剤などのNo
tch経路阻害剤を使用することによって処理する。要するに、ステージ3およびステー
ジ4の細胞培養条件により、内分泌表現型が抑制されるが、ステージ5、ステージ6、お
よび/またはステージ7からの細胞培養条件により、これだけに限定されないが、インス
リン(INS)、グルカゴン(GCG)、ソマトスタチン(SST)、膵臓ポリペプチド
(PP)、グレリン(GHRL)、溶質輸送体ファミリー30メンバー8(SLC30A
8)、グルコース-6-ホスファターゼ2(G6PC2)、プロホルモン転換酵素1(P
CSK1)およびグルコースキナーゼ(GCK)を含めた内分泌表現型が次第に誘導され
る。
In one embodiment, the stage 4 cell culture is cultured at stage 5 to express at least noggin,
Further differentiation is performed using KGF, EGF, and Notch signaling or pathway inhibitors. Markers indicative of endocrine differentiation include, but are not limited to, NGN3, NK
X2.2 and others. In a preferred embodiment, agents are used in stages 1-7 that simulate or effectively mimic in vitro those observed in in vivo developmental studies. For example, stage 3 according to the present invention and Table 17
and stage 4, using agents that can delay, block, suppress and/or inhibit endocrine differentiation or agents that can delay, block, suppress and/or inhibit markers indicative of endocrine differentiation, including, but not limited to, NGN3 and NKX2.2. During stages 5, 6 and/or 7, the cell cultures are cultured with agents that can induce, increase and/or promote endocrine differentiation, for example, using agents that can induce, increase and/or promote endocrine differentiation, such as gamma-secretarase inhibitors.
In summary, cell culture conditions at stages 3 and 4 suppress the endocrine phenotype, while cell culture conditions from stages 5, 6, and/or 7 suppress endocrine phenotypes including, but not limited to, insulin (INS), glucagon (GCG), somatostatin (SST), pancreatic polypeptide (PP), ghrelin (GHRL), solute carrier family 30 member 8 (SLC30A), and thymocyte endothelial cell line (TCL) phenotype.
8), glucose-6-phosphatase 2 (G6PC2), prohormone convertase 1 (P
The endocrine phenotype, including CSK1) and glucose kinase (GCK), is progressively induced.

一実施形態では、PDX1陽性膵臓内胚葉細胞を、単独で、またはレチノイン酸などの
レチノイドと組み合わせて使用されるNotchシグナル伝達阻害剤、例えばR0492
9097などのガンマセレクターゼ阻害剤の存在下でインキュベートし続けることによっ
てPDX1陽性膵臓内胚葉細胞を内分泌細胞および内分泌前駆/先駆細胞に分化させる。
Notchシグナル伝達阻害剤が存在することにより、ステージ5の間にNGN3の発現
が誘導される。他の実施形態では、分化プロセスの開始時、例えば、多能性ステージにお
いてガンマセレクターゼ阻害剤がもたらされ、これは膵島ホルモン発現細胞への分化全体
を通して細胞培養物中に残留する。さらに他の実施形態では、分化が開始された後である
が、PDX1陽性前腸内胚葉のステージに分化する前にガンマセレクターゼ阻害剤を添加
する。好ましい実施形態では、細胞培養物または細胞集団に、胚体内胚葉からPDX1陽
性内胚葉への変換を促進する分化因子をもたらすのとほぼ同じ時間にガンマセレクターゼ
阻害剤をもたらす。他の好ましい実施形態では、細胞培養物または細胞集団に、細胞培養
物または細胞集団中の細胞の実質的な部分がPDX1陽性前腸内胚葉細胞に分化した後に
ガンマセレクターゼ阻害剤をもたらす。
In one embodiment, PDX1-positive pancreatic endoderm cells are treated with a Notch signaling inhibitor, e.g., R0492, used alone or in combination with a retinoid, such as retinoic acid.
PDX1-positive pancreatic endoderm cells are differentiated into endocrine cells and endocrine precursor/progenitor cells by continued incubation in the presence of a gamma sequestrantase inhibitor, such as 9097.
The presence of the Notch signaling inhibitor induces the expression of NGN3 during stage 5. In other embodiments, the gamma selectase inhibitor is provided at the beginning of the differentiation process, for example at the pluripotent stage, and remains in the cell culture throughout the differentiation into pancreatic islet hormone-expressing cells. In yet other embodiments, the gamma selectase inhibitor is added after differentiation has begun, but before differentiation into the PDX1-positive foregut endoderm stage. In preferred embodiments, the gamma selectase inhibitor is provided to the cell culture or cell population at about the same time that the differentiation factor that promotes the conversion of definitive endoderm to PDX1-positive endoderm is provided. In other preferred embodiments, the gamma selectase inhibitor is provided to the cell culture or cell population after a substantial portion of the cells in the cell culture or cell population have differentiated into PDX1-positive foregut endoderm cells.

別の実施形態では、ステージ5からの細胞培養物をステージ6およびステージ7におい
てさらに分化させる。これらのステージの間に、より発生的に進歩し、かつ/または成熟
した内分泌細胞にin vivoで分化させるための内分泌前駆体/先駆体または前駆細
胞を適正に特定化することができる作用物質を使用する。そのような作用物質としては、
これだけに限定されないが、レチノイドまたはレチノイン酸、BMP、ニコチンアミド、
IGF、ヘッジホッグタンパク質などが挙げられる。好ましい実施形態では、TTNPB
(4-[(E)-2-(5,6,7,8-テトラヒドロ-5,5,8,8-テトラメチル
-2-ナフタレニル)-1-プロペニル]安息香酸またはアロチノイド酸)が、核転写因
子であるレチノイン酸受容体(RAR)α、β、およびγに対する親和性を有する選択的
かつ非常に強力なレチノイン酸類似体である。TTNPBおよび他のレチノイン酸もしく
はレチノイン酸類似体により、レチノイン酸応答性エレメントを有する遺伝子のリガンド
により活性化される転写が生じる。したがって、レチノイン酸応答性エレメントを活性化
することができるまたはRARのいずれかに結合することができる他の作用物質またはリ
ガンドは、内分泌細胞分化を促進するために、本発明に対して潜在的に有用であり、修正
可能である。
In another embodiment, cell cultures from stage 5 are further differentiated at stages 6 and 7. During these stages, agents are used that can properly specify endocrine precursor/precursor or progenitor cells for in vivo differentiation into more developmentally advanced and/or mature endocrine cells. Such agents include:
These include, but are not limited to, retinoids or retinoic acid, BMPs, nicotinamide,
IGF, hedgehog protein, etc. In a preferred embodiment, TTNPB
(4-[(E)-2-(5,6,7,8-tetrahydro-5,5,8,8-tetramethyl-2-naphthalenyl)-1-propenyl]benzoic acid or arotinoid acid) is a selective and highly potent retinoic acid analog with affinity for the nuclear transcription factors retinoic acid receptors (RAR) alpha, beta, and gamma. TTNPB and other retinoic acids or retinoic acid analogs result in ligand-activated transcription of genes that have retinoic acid response elements. Thus, other agents or ligands that can activate retinoic acid response elements or bind to any of the RARs are potentially useful and amenable to the present invention to promote endocrine cell differentiation.

別の実施形態では、ステージ5またはステージ6またはステージ7からの細胞培養物を
、細胞接着を改善するために、マトリゲルを単独で、またはrhoキナーゼ阻害剤と組み
合わせて用いてさらに処理することができる。あるいは、ステージ5、ステージ6、また
はステージ7のいずれかのステージで、rhoキナーゼ阻害剤を、細胞生存、細胞塊およ
び収量を促進するために十分な濃度で添加することができる。あるいは、ステージ6およ
びステージ7の間、またはステージ6とステージ7のとの間に細胞培養物を引き離し、再
会合させて、これだけに限定されないが、非内分泌多分化能膵臓前駆体亜集団(CHGA
-)を含めた、望ましくない細胞型を除去するまたは枯渇させることができる。実施例1
4を参照されたい。
In another embodiment, cell cultures from stage 5 or stage 6 or stage 7 can be further treated with matrigel alone or in combination with a rho kinase inhibitor to improve cell attachment. Alternatively, a rho kinase inhibitor can be added at any stage, stage 5, stage 6, or stage 7, at a sufficient concentration to promote cell survival, cell mass, and yield. Alternatively, cell cultures can be dissociated and reassociated between stages 6 and 7 or between stages 6 and 7 to produce non-endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulations, including but not limited to, CHGA, ...
-) can be used to remove or deplete unwanted cell types.
Please refer to 4.

さらに別の実施形態では、ステージ1~7のいずれかは、1日、2日、3日、4日、5
日、6日、7日、8日、9日、10日またはそれ以上延長することもでき、1日、2日、
3日、4日、5日、6日、7日またはそれ以上短縮することもできる。例えば、好ましい
一実施形態および表17によると、ステージ6は約6日間にわたって起こり、ステージ7
は約9日間にわたって起こる。しかし、これらのステージはどちらも、内分泌前駆体/先
駆体の生成を適応させるために短縮することができ、例えば、より発生的に進歩した内分
泌細胞を生成するために29日、30日、31日、32日、33日、34日、35日、3
6日、37日、38日、39日、40日またはそれ以上長くし、延長することができる。
In yet another embodiment, any of stages 1-7 is administered on the 1st, 2nd, 3rd, 4th, 5th, or 6th day of treatment.
You can extend your stay for 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or more days.
It may be shortened by 3, 4, 5, 6, 7 or more days. For example, according to one preferred embodiment and Table 17, Stage 6 occurs over about 6 days and Stage 7 occurs over about 10 days.
The first stage occurs over a period of approximately nine days. However, both of these stages can be shortened to accommodate the generation of endocrine precursors/precursors, e.g., days 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81
It can be extended to 6, 37, 38, 39, 40 or more days.

別の実施形態では、より発生的に進歩したPECまたは膵臓内分泌前駆体/先駆体また
は膵臓内分泌細胞を生成するための方法が提供される。本発明の一態様では、PDX1お
よびNKX6.1に関して同時陽性である単一膵臓ホルモン発現内分泌細胞、例えば、I
NS、PDX1およびNKX6.1を同時発現している未成熟ベータ細胞が提供される。
別の態様では、発生的に進歩した細胞は、少なくともPDXおよびNKX6.1を発現す
る非内分泌膵臓前駆細胞から主になるが、少なくともCHGA+、NGN3および/また
はNKX2.2を発現する内分泌系列に傾倒した細胞(CHGA+)からはならないまた
はそれから最低限なるPEC培養物であってよい。これらのPEC培養物は、膵臓分化の
発生試験においてin vivoで見られるものにより類似していると考えられるので、
発生的に進歩している。Jorgensenら(2007)、An Illustrat
ed Review of Early Pancreas Development
in the Mouse、Endocrine Reviews 28(6):685
-705およびRukstalisおよびHabener(2009)、Neuroge
nin3:A master regulator of pancreatic is
let differentiation and regeneration、Isl
ets 1(3):177-184を参照されたい。発生的に進歩した細胞または細胞培
養物の別の例は、引き離し、再凝集または再会合させ、したがって、より均一な細胞の集
団からなる再凝集した細胞培養物である。このより均一な細胞の集団は、本発明の一態様
では、PDX1およびNKX6.1に関して同時陽性であるが、ステージ3およびステー
ジ4からの細胞もしくは亜集団、または、これだけに限定されないが、非内分泌性多分化
能膵臓前駆体(CHGA-)細胞、もしくは残留/三重陰性細胞(CHGA-/PDX1
-/NKX6.1-)など、もしくは多ホルモン(multi-hormone)発現細
胞(すなわち、いずれの1つの細胞型においても2種以上のホルモンを発現している細胞
)を含めたPECもしくはPEC亜集団を含まない単一のホルモン発現細胞で主に構成さ
れる、より早いステージの細胞型、例えば、膵臓内分泌前駆体/先駆体または内分泌細胞
を含まない。
In another embodiment, a method is provided for generating more developmentally advanced PECs or pancreatic endocrine precursors/progenitors or pancreatic endocrine cells. In one aspect of the invention, single pancreatic hormone expressing endocrine cells, such as I, that are co-positive for PDX1 and NKX6.1, are generated.
Immature beta cells are provided that co-express NS, PDX1 and NKX6.1.
In another embodiment, the developmentally advanced cells may be PEC cultures that consist primarily of non-endocrine pancreatic progenitor cells expressing at least PDX and NKX6.1, but not or minimally of endocrine lineage-committed cells (CHGA+) expressing at least CHGA+, NGN3 and/or NKX2.2. These PEC cultures are believed to be more similar to those seen in vivo in developmental studies of pancreatic differentiation.
Developmentally advanced. Jorgensen et al. (2007), An Illustrated
ed Review of Early Pancreas Development
in the Mouse, Endocrine Reviews 28(6):685
-705 and Rukstalis and Habener (2009), Neurology
nin3: A master regulator of panic is
Let differentiation and regeneration, Isl
See, e.g., J. Immunol. 1(3):177-184. Another example of a developmentally advanced cell or cell culture is a reaggregated cell culture that has been detached and reaggregated or reassociated, and thus consists of a more homogenous population of cells. This more homogenous population of cells, in one aspect of the invention, includes cells or subpopulations from stage 3 and stage 4 that are co-positive for PDX1 and NKX6.1, or, but is not limited to, non-endocrine multipotent pancreatic progenitor (CHGA-) cells, or residual/triple negative cells (CHGA-/PDX1
-/NKX6.1-), or do not contain earlier stage cell types, e.g., pancreatic endocrine precursors/precursors or endocrine cells, that are primarily composed of single hormone expressing cells, including multi-hormone expressing cells (i.e., cells that express more than one hormone in any one cell type).

別の実施形態では、本発明で提供される細胞培養物は、適正に特定化されることが好ま
しく、これは発生生物学の分野において特異的かつある特定の意味を有する。発生生物学
に関しては、それは細胞が別個の運命を得るまたは特定化または適正に特定化される機構
である。in vitroにおける細胞培養物の分化ではin vivo発生試験に典型
的な時間的な組織化およびきっかけが欠けるので、細胞マーカー(転写因子などの表面マ
ーカーまたは内部マーカー)、特に、特定の細胞型を示すシグネチャーまたは顕著な細胞
マーカーの使用および信頼性が必須である。したがって、適正に特定化された細胞、細胞
培養、亜集団および集団への言及は、それらの細胞が別個の運命を有し、それらの運命が
それらのマーカーの発現、それらが発現するマーカーのプロファイル、および、重要であ
れば、それらが発現しないマーカーに基づいてより確実になり、決定されることを意味す
る。in vitroにおける細胞培養物の適切な特定化は同様の細胞のin vivo
発生試験に依存し、したがって、好ましい一実施形態では、in vivo発生試験はi
n vitro分化および適正に特定化された細胞の特徴付けに対する指針である。
In another embodiment, the cell cultures provided in the present invention are preferably properly specialized, which has a specific and certain meaning in the field of developmental biology. In terms of developmental biology, it is the mechanism by which cells acquire or specify or properly specify distinct fates. Since differentiation of cell cultures in vitro lacks the temporal organization and cues typical of in vivo developmental studies, the use and reliability of cell markers (surface markers or internal markers such as transcription factors), in particular signatures or prominent cell markers that indicate a particular cell type, is essential. Thus, reference to properly specialized cells, cell cultures, subpopulations and populations means that the cells have distinct fates, and that their fates are more certain and determined based on the expression of their markers, the profile of markers they express, and, importantly, the markers they do not express. Proper specification of cell cultures in vitro allows for the differentiation of similar cells in vivo.
Thus, in a preferred embodiment, the in vivo developmental test is
A guide to in vitro differentiation and characterization of properly specialized cells.

本明細書に記載の本発明の一部の実施形態では、分化する細胞培養物または細胞集団に
、ガンマセレクターゼ阻害剤とほぼ同じ時間にエキセンディン4をもたらす。ある特定の
実施形態では、エキセンディン4を、細胞培養物または細胞集団中に少なくとも約0.1
ng/mLから、1000ng/mLまでの濃度で存在するようにもたらす。
In some embodiments of the invention described herein, exendin 4 is provided to the differentiating cell culture or cell population at about the same time as the gamma selenase inhibitor. In certain embodiments, exendin 4 is provided to the cell culture or cell population at a concentration of at least about 0.1
It is provided to be present at concentrations from ng/mL to 1000 ng/mL.

NGN3、NKX2.2および/またはPAX4マーカーの発現は、内分泌前駆/先駆
細胞において分化の状態に応じて様々な異なるレベルにわたって誘導されることが理解さ
れよう。そのように、本明細書に記載の一部の実施形態では、内分泌前駆/先駆細胞また
は細胞集団におけるNGN3、NKX2.2および/またはPAX4マーカーの発現は、
非内分泌前駆/先駆細胞または細胞集団、例えば、多能性幹細胞、胚体内胚葉細胞、PD
X1陽性前腸内胚葉細胞、未成熟膵島ホルモン発現細胞、成熟膵島ホルモン発現細胞、胚
体外内胚葉細胞、中胚葉細胞および/または外胚葉細胞におけるNGN3、NKX2.2
および/またはPAX4マーカーの発現の少なくとも約2倍~少なくとも約10,000
倍である。他の実施形態では、内分泌前駆/先駆細胞または細胞集団におけるNGN3、
NKX2.2および/またはPAX4マーカーの発現は、非内分泌前駆/先駆細胞または
細胞集団、例えば、多能性幹細胞、胚体内胚葉細胞、PDX1陽性前腸内胚葉細胞、未成
熟膵島ホルモン発現細胞、成熟膵島ホルモン発現細胞、胚体外内胚葉細胞、中胚葉細胞お
よび/または外胚葉細胞におけるNGN3、NKX2.2および/またはPAX4マーカ
ーの発現の少なくとも約4倍、少なくとも約6倍~10,000倍である。一部の実施形
態では、内分泌前駆/先駆細胞または細胞集団におけるNGN3、NKX2.2および/
またはPAX4マーカーの発現は、非内分泌前駆/先駆細胞または細胞集団、例えば、多
能性細胞様iPS細胞およびhES細胞、胚体内胚葉細胞、PDX1陽性前腸内胚葉細胞
、未成熟膵島ホルモン発現細胞、成熟膵島ホルモン発現細胞、胚体外内胚葉細胞、中胚葉
細胞および/または外胚葉細胞におけるNGN3、NKX2.2および/またはPAX4
マーカーの発現よりもはるかに高い。
It will be appreciated that expression of the NGN3, NKX2.2 and/or PAX4 markers is induced in endocrine precursor/progenitor cells across a variety of different levels depending on the state of differentiation. As such, in some embodiments described herein, expression of the NGN3, NKX2.2 and/or PAX4 markers in endocrine precursor/progenitor cells or cell populations is induced across a variety of different levels depending on the state of differentiation.
Non-endocrine precursor/progenitor cells or cell populations, e.g., pluripotent stem cells, definitive endoderm cells, PD
NGN3, NKX2.2 in X1-positive foregut endoderm cells, immature pancreatic islet hormone-expressing cells, mature pancreatic islet hormone-expressing cells, extraembryonic endoderm cells, mesoderm cells and/or ectoderm cells
and/or at least about 2-fold to at least about 10,000-fold increase in expression of the PAX4 marker
In another embodiment, the expression of NGN3 in an endocrine precursor/progenitor cell or cell population is
Expression of the NKX2.2 and/or PAX4 markers is at least about 4-fold, at least about 6-fold to 10,000-fold greater than expression of the NGN3, NKX2.2 and/or PAX4 markers in non-endocrine precursor/progenitor cells or cell populations, e.g., pluripotent stem cells, definitive endoderm cells, PDX1 positive foregut endoderm cells, immature pancreatic islet hormone expressing cells, mature pancreatic islet hormone expressing cells, extraembryonic endoderm cells, mesoderm cells and/or ectoderm cells. In some embodiments, expression of the NGN3, NKX2.2 and/or PAX4 markers in endocrine precursor/progenitor cells or cell populations is at least about 4-fold, at least about 6-fold to 10,000-fold greater than expression of the NGN3, NKX2.2 and/or PAX4 markers in non-endocrine precursor/progenitor cells or cell populations, e.g., pluripotent stem cells, definitive endoderm cells, PDX1 positive foregut endoderm cells, immature pancreatic islet hormone expressing cells, mature pancreatic islet hormone expressing cells, extraembryonic endoderm cells, mesoderm cells and/or ectoderm cells.
Alternatively, expression of the PAX4 marker may be indicative of NGN3, NKX2.2 and/or PAX4 in non-endocrine precursor/progenitor cells or cell populations, such as pluripotent cell-like iPS cells and hES cells, definitive endoderm cells, PDX1 positive foregut endoderm cells, immature pancreatic islet hormone expressing cells, mature pancreatic islet hormone expressing cells, extraembryonic endoderm cells, mesoderm cells and/or ectoderm cells.
Much higher than the expression of the marker.

本発明の別の実施形態は、ヒト内分泌前駆/先駆細胞を含めたヒト細胞を含む細胞培養
物または細胞集団などの組成物であって、ヒト細胞の少なくとも約2%においてNGN3
マーカーの発現がAFP、SOX7、SOX1、ZIC1、NFM、MAFA、SYP、
CHGA、INS、GCG、SST、GHRL、および/またはPAX6マーカーの発現
よりも大きい組成物に関する。他の実施形態では、ヒト細胞の少なくとも約5%~98%
においてNGN3マーカーの発現がAFP、SOX7、SOX1、ZIC1、NFM、M
AFA、SYP、CHGA、INS、GCG、SST、GHRL、および/またはPAX
6マーカーの発現よりも大きい。一部の実施形態では、細胞培養物または細胞集団中の、
NGN3の発現がAFP、SOX7、SOX1、ZIC1、NFM、MAFA、SYP、
CHGA、INS、GCG、SST、GHRL、および/またはPAX6マーカーの発現
よりも大きいヒト細胞の百分率は、フィーダー細胞を考慮せずに算出する。
Another embodiment of the invention is a composition, such as a cell culture or cell population, comprising human cells, including human endocrine precursor/progenitor cells, wherein at least about 2% of the human cells express NGN3.
Marker expression was AFP, SOX7, SOX1, ZIC1, NFM, MAFA, SYP,
In another embodiment, the composition comprises at least about 5% to 98% of human cells expressing greater than or equal to the expression of the markers CHGA, INS, GCG, SST, GHRL, and/or PAX6.
In the study, the expression of NGN3 markers was significantly higher than that of AFP, SOX7, SOX1, ZIC1, NFM, and M
AFA, SYP, CHGA, INS, GCG, SST, GHRL, and/or PAX
In some embodiments, the expression of the following markers in the cell culture or cell population is greater than 6:
The expression of NGN3 was associated with AFP, SOX7, SOX1, ZIC1, NFM, MAFA, SYP,
The percentage of human cells with greater than expression of CHGA, INS, GCG, SST, GHRL, and/or PAX6 markers is calculated without considering feeder cells.

本発明の一部の実施形態は、ヒト内分泌前駆/先駆細胞を含む細胞培養物または細胞集
団などの組成物であって、ヒト細胞の少なくとも約2%から少なくとも約98%超までに
おいてNKX2.2および/またはPAX4の発現がAFP、SOX7、SOX1、ZI
C1、NFM、MAFA、SYP、CHGA、INS、GCG、SST、GHRL、およ
び/またはPAX6マーカーの発現よりも大きい組成物に関することが理解されよう。一
部の実施形態では、ヒト細胞の少なくとも約5%~ヒト細胞の98%においてNKX2.
2および/またはPAX4の発現がAFP、SOX7、SOX1、ZIC1、NFM、M
AFA、SYP、CHGA、INS、GCG、SST、GHRL、および/またはPAX
6マーカーの発現よりも大きい。一部の実施形態では、細胞培養物または細胞集団中の、
NKX2.2および/またはPAX4の発現がAFP、SOX7、SOX1、ZIC1、
NFM、MAFA、SYP、CHGA、INS、GCG、SST、GHRL、および/ま
たはPAX6マーカーの発現よりも大きいヒト細胞の百分率は、フィーダー細胞を考慮せ
ずに算出する。
Some embodiments of the invention provide a composition, such as a cell culture or cell population, comprising human endocrine precursor/progenitor cells, wherein expression of NKX2.2 and/or PAX4 is increased in at least about 2% to at least about 98% of the human cells, and expression of AFP, SOX7, SOX1, ZI
It will be appreciated that the present invention relates to compositions that have greater than expression of markers NKX2.Cl, NFM, MAFA, SYP, CHGA, INS, GCG, SST, GHRL, and/or PAX6. In some embodiments, the compositions have greater than expression of markers NKX2.Cl in at least about 5% of human cells to 98% of human cells.
2 and/or PAX4 expression is AFP, SOX7, SOX1, ZIC1, NFM, M
AFA, SYP, CHGA, INS, GCG, SST, GHRL, and/or PAX
In some embodiments, the expression of the following markers in the cell culture or cell population is greater than 6:
NKX2.2 and/or PAX4 expression is associated with AFP, SOX7, SOX1, ZIC1,
The percentage of human cells with greater than expression of the NFM, MAFA, SYP, CHGA, INS, GCG, SST, GHRL, and/or PAX6 markers is calculated without considering feeder cells.

本明細書に記載のプロセスを使用して、他の細胞型を実質的に含まない、内分泌前駆/
先駆細胞を含む組成物を生成することができる。本発明の一部の実施形態では、本明細書
に記載の方法によって生成する内分泌前駆/先駆細胞集団または細胞培養物は、AFP、
SOX7、SOX1、ZIC1および/またはNFMマーカーを有意に発現する細胞を実
質的に含まない。一部の実施形態では、本明細書に記載の方法によって生成する細胞培養
物の内分泌前駆/先駆細胞集団は、AFP、SOX7、SOX1、ZIC1、NFM、M
AFA、SYP、CHGA、INS、GCG、SST、GHRL、および/またはPAX
6マーカーを有意に発現する細胞を実質的に含まない。
The processes described herein can be used to produce endocrine precursor/cells that are substantially free of other cell types.
In some embodiments of the invention, the endocrine precursor/progenitor cell populations or cell cultures produced by the methods described herein can be AFP,
In some embodiments, the endocrine precursor/progenitor cell population of the cell culture generated by the methods described herein is substantially free of cells that significantly express the markers AFP, SOX7, SOX1, ZIC1, NFM, M
AFA, SYP, CHGA, INS, GCG, SST, GHRL, and/or PAX
The cells are substantially free of cells that significantly express the six markers.

本明細書に開示されている未成熟膵島ホルモン発現細胞を生成するための、さらに他の
プロセスでは、HGFを細胞にもたらし、したがって、細胞培養物または細胞集団中に、
内分泌前駆/先駆細胞の少なくとも一部分から未成熟膵島ホルモン発現細胞への分化を促
進するために十分な濃度で存在するようにする。一部の実施形態では、HGFは、細胞培
養物または細胞集団中に、少なくとも約1ng/mL、少なくとも約5ng/mL~10
00ng/mLの濃度で存在する。
Yet another process for generating immature pancreatic islet hormone-expressing cells disclosed herein provides HGF to the cells, thus providing HGF to the cell culture or cell population.
In some embodiments, HGF is present in the cell culture or cell population at a concentration sufficient to promote differentiation of at least a portion of the endocrine precursor/progenitor cells into immature pancreatic islet hormone-expressing cells. In some embodiments, HGF is present in the cell culture or cell population at a concentration of at least about 1 ng/mL, at least about 5 ng/mL to 10
It is present at a concentration of 0.00 ng/mL.

本明細書に開示されている未成熟膵島ホルモン発現細胞を生成するためのさらに他のプ
ロセスでは、IGF1を細胞にもたらし、したがって、細胞培養物または細胞集団中に、
内分泌前駆/先駆細胞の少なくとも一部分から未成熟膵島ホルモン発現細胞への分化を促
進するために十分な濃度で存在するようにする。一部の実施形態では、IGF1は、細胞
培養物または細胞集団中に少なくとも約1ng/mL~1000ng/mLの濃度で存在
する。
Yet another process for generating immature pancreatic islet hormone-expressing cells disclosed herein provides IGF1 to the cells, thus providing in the cell culture or cell population:
IGF1 is present in the cell culture or cell population at a concentration of at least about 1 ng/mL to 1000 ng/mL, such that IGF1 is present in a concentration sufficient to promote differentiation of at least a portion of the endocrine precursor/precursor cells into immature pancreatic islet hormone-expressing cells.

本明細書に記載の未成熟膵島ホルモン発現細胞を生成するためのプロセスのある特定の
実施形態では、ニコチンアミド、エキセンディン4、HGFおよびIGF1のうちの1種
または複数種を、前にもたらした1種または複数種の分化因子を細胞培養物から除去した
後にもたらす。他の実施形態では、ニコチンアミド、エキセンディン4、HGFおよびI
GF1のうちの1種または複数種を、ニコチンアミド、エキセンディン4、HGFおよび
IGF1のうちの1種または複数種よりも前にもたらされた、またはほぼ同時にもたらさ
れた1種または複数種の分化因子を含む細胞培養物または細胞集団にもたらす。好ましい
実施形態では、ニコチンアミド、エキセンディン4、HGFおよびIGF1のうちの1種
または複数種よりも前にもたらされる、またはほぼ同時にもたらされる分化因子としては
、これだけに限定されないが、DAPT、FGF-10、KAAD-シクロパミン、アク
チビンA、アクチビンB、BMP4および/またはRAが挙げられる。
In certain embodiments of the processes for generating immature pancreatic islet hormone-expressing cells described herein, one or more of nicotinamide, exendin 4, HGF, and IGF1 are provided after the previously provided one or more differentiation factors are removed from the cell culture. In other embodiments, nicotinamide, exendin 4, HGF, and IGF1 are provided after the previously provided one or more differentiation factors are removed from the cell culture.
One or more of nicotinamide, exendin 4, HGF, and IGF1 are provided to a cell culture or cell population that includes one or more differentiation factors provided prior to or at about the same time as one or more of nicotinamide, exendin 4, HGF, and IGF1. In a preferred embodiment, the differentiation factors provided prior to or at about the same time as one or more of nicotinamide, exendin 4, HGF, and IGF1 include, but are not limited to, DAPT, FGF-10, KAAD-cyclopamine, activin A, activin B, BMP4, and/or RA.

本発明の別の実施形態は、ヒト未成熟膵島ホルモン発現細胞を含めたヒト細胞を含む細
胞培養物または細胞集団などの組成物であって、ヒト細胞の少なくとも約2%においてM
AFB、SYP、CHGA、NKX2.2、ISL1、PAX6、NEUROD、PDX
1、HB9、GHRL、IAPP、INS、GCG、SST、PP、および/またはC-
ペプチドマーカーの発現がNGN3、MAFA、MOX1、CER、POU5F1、AF
P、SOX7、SOX1、ZIC1および/またはNFMマーカーの発現よりも大きい組
成物に関する。他の実施形態では、ヒト細胞の少なくとも約5%において、ヒト細胞の少
なくとも約10%~ヒト細胞の95%においてまたはヒト細胞の少なくとも約98%にお
いてMAFB、SYP、CHGA、NKX2.2、ISL1、PAX6、NEUROD、
PDX1、HB9、GHRL、IAPP、INS、GCG、SST、PP、および/また
はC-ペプチドマーカーの発現がNGN3、MAFA、MOX1、CER、POU5F1
、AFP、SOX7、SOX1、ZIC1および/またはNFMマーカーの発現よりも大
きい。
Another embodiment of the invention is a composition, such as a cell culture or cell population, comprising human cells, including human immature pancreatic islet hormone-expressing cells, wherein at least about 2% of the human cells contain M
AFB, SYP, CHGA, NKX2.2, ISL1, PAX6, NEUROD, PDX
1, HB9, GHRL, IAPP, INS, GCG, SST, PP, and/or C-
Expression of peptide markers: NGN3, MAFA, MOX1, CER, POU5F1, AF
In other embodiments, the expression of MAFB, SYP, CHGA, NKX2.2, ISL1, PAX6, NEUROD, P, SOX7, SOX1, ZIC1 and/or NFM markers is greater than or equal to 10% of the human cells, at least about 10% to 95% of the human cells, or at least about 98% of the human cells.
Expression of PDX1, HB9, GHRL, IAPP, INS, GCG, SST, PP, and/or C-peptide markers is
, greater than expression of AFP, SOX7, SOX1, ZIC1 and/or NFM markers.

本発明のある特定の実施形態では、未成熟膵島ホルモン発現細胞を含む細胞培養物およ
び/または細胞集団は、グレリン、インスリン、ソマトスタチンおよび/またはグルカゴ
ンから選択される、1種または複数種の分泌されたホルモンを含む培地も含む。他の実施
形態では、培地は、C-ペプチドを含む。好ましい実施形態では、培地中の1種または複
数種の分泌されたホルモンまたはC-ペプチドの濃度は、細胞内DNA1μg当たり少な
くとも約1pmolのグレリン、インスリン、ソマトスタチン、グルカゴンまたはC-ペ
プチドから、細胞内DNA1μg当たり少なくとも約1000ピコモル(pmol)のグ
レリン、インスリン、ソマトスタチン、グルカゴンまたはC-ペプチドまでにわたる。
In certain embodiments of the invention, the cell cultures and/or cell populations comprising immature pancreatic islet hormone-expressing cells also comprise medium comprising one or more secreted hormones selected from ghrelin, insulin, somatostatin and/or glucagon. In other embodiments, the medium comprises C-peptide. In preferred embodiments, the concentration of the one or more secreted hormones or C-peptide in the medium ranges from at least about 1 pmol of ghrelin, insulin, somatostatin, glucagon or C-peptide per μg of intracellular DNA to at least about 1000 picomoles (pmol) of ghrelin, insulin, somatostatin, glucagon or C-peptide per μg of intracellular DNA.

インスリンをin vivoで生成させる方法
一部の実施形態では、上記のin vitroで導出された膵臓前駆細胞またはPDX
-1陽性膵臓内胚葉型細胞またはその等価物を哺乳動物対象に移植する。これらの方法は
、国際出願第PCT/US2007/015536号、表題「METHODS OF P
RODUCING PANCREATIC HORMONES」、およびKroonら(
2008)上記に詳しく記載されている。好ましい実施形態では、哺乳動物対象はヒト対
象である。特に好ましい対象は、生理的に高い血中グルコース濃度に応答して十分なレベ
ルのインスリンを生成する対象の能力が限定される状態を有すると同定された対象である
。任意の特定の哺乳動物種についての生理的に高い血中グルコースレベルを構成する血中
グルコースレベルの範囲は、当業者には容易に決定することができる。認識される疾患ま
たは状態をもたらすいかなる持続的な血中グルコースレベルも、生理的に高い血中グルコ
ースレベルとみなされる。
Methods for Producing Insulin In Vivo In some embodiments, the in vitro derived pancreatic progenitor cells or PDX described above are
The -1 positive pancreatic endoderm cells or their equivalent are then transplanted into a mammalian subject. These methods are described in International Application No. PCT/US2007/015536, entitled "METHODS OF TRANSPLANTATION
RODUCING PANCREATIC HORMONES” and Kroon et al.
2008) supra. In a preferred embodiment, the mammalian subject is a human subject. Particularly preferred subjects are those identified as having a condition that limits the subject's ability to produce sufficient levels of insulin in response to physiologically high blood glucose concentrations. The range of blood glucose levels that constitute physiologically high blood glucose levels for any particular mammalian species can be readily determined by one of skill in the art. Any sustained blood glucose level that results in a recognized disease or condition is considered a physiologically high blood glucose level.

本発明のさらなる実施形態は、in vitro多能性幹細胞またはその後代、例えば
、PDX-1陽性前腸内胚葉細胞、PDX-1陽性膵臓内胚葉もしくは膵臓前駆細胞、N
GN3陽性内分泌前駆体/先駆体などの内分泌前駆体/先駆体などの多分化能細胞、また
はインスリン分泌細胞、グルカゴン分泌細胞、ソマトスタチン分泌細胞、グレリン分泌細
胞、もしくは膵臓ポリペプチド分泌細胞などの機能的な分化したホルモン分泌細胞から導
出されるin vivoインスリン分泌細胞に関する。上記の最終分化した細胞または多
分化能細胞のいずれも、宿主、または哺乳動物に移植し、宿主血中グルコースレベルに応
答してインスリンを分泌する細胞などの生理的に機能的なホルモン分泌細胞に成熟させる
ことができる。好ましい実施形態では、細胞はin vivoで奇形腫を形成せず、その
ように形成された場合には、移植の領域に局在したままであり、容易に切除または除去す
ることができる。特に好ましい実施形態では、細胞は、in vitroにおける分化プ
ロセスの間、または哺乳動物にin vivoで移植された際、またはin vivoで
機能的な島に成熟および発達する際に、いかなる核型異常も含有しない。
Further embodiments of the present invention include the production of in vitro pluripotent stem cells or their progeny, such as PDX-1 positive foregut endoderm cells, PDX-1 positive pancreatic endoderm or pancreatic progenitor cells, N
The present invention relates to in vivo insulin-secreting cells derived from multipotent cells, such as endocrine precursors/precursors, such as GN3-positive endocrine precursors/precursors, or functional differentiated hormone-secreting cells, such as insulin-secreting cells, glucagon-secreting cells, somatostatin-secreting cells, ghrelin-secreting cells, or pancreatic polypeptide-secreting cells. Any of the above terminally differentiated cells or multipotent cells can be transplanted into a host, or a mammal, and matured into a physiologically functional hormone-secreting cell, such as a cell that secretes insulin in response to the host blood glucose level. In a preferred embodiment, the cells do not form teratomas in vivo, and if so formed, they remain localized in the area of transplantation and can be easily excised or removed. In a particularly preferred embodiment, the cells do not contain any karyotypic abnormalities during the differentiation process in vitro, or when transplanted in vivo into a mammal, or when maturing and developing into functional islets in vivo.

さらに、本明細書に記載の実施形態は、工学的に操作されたまたは遺伝子組換えされた
、多能性細胞、ヒトiPS細胞などの多能性細胞から本明細書において提供される説明に
基づいて導出された多分化能細胞または分化した細胞に関するが、iPS細胞では、hE
S細胞およびhES由来細胞と同様の生理機能および遺伝子マーカーの発現プロファイル
が実証されるので、iPS細胞はin vivoにおける同様の生理的特性を有すること
が予測される。
Additionally, embodiments described herein relate to engineered or genetically modified pluripotent cells, multipotent cells or differentiated cells derived based on the description provided herein from pluripotent cells, such as human iPS cells, where the iPS cells are derived from hE
Having demonstrated similar physiological functions and gene marker expression profiles as S cells and hES-derived cells, iPS cells are predicted to have similar physiological properties in vivo.

膵臓前駆体を封入する方法
一部の実施形態では、本明細書に記載の多能性細胞、多分化能細胞および分化した細胞
組成物を生物学的および/または非生物学的機械デバイスに封入することができ、封入さ
れたデバイスにより、細胞組成物が宿主から分離および/または隔離される。
Methods of Encapsulating Pancreatic Progenitors In some embodiments, the pluripotent, multipotent and differentiated cell compositions described herein can be encapsulated in biological and/or non-biological mechanical devices, where the encapsulated device separates and/or segregates the cell composition from the host.

封入の方法は、米国特許出願 61/114,857、2008年11月14日出願、
表題ENCAPSULATION OF PANCREATIC PROGENITOR
S DERIVED FROM HES CELLS、および米国特許出願第61/12
1,086号、2008年12月12日出願、表題ENCAPSULATION OF
PANCREATIC ENDODERM CELLSに詳しく記載されている。
The method of encapsulation is described in U.S. Patent Application 61/114,857, filed November 14, 2008;
Title: ENCAPSULATION OF PANCREATIC PROGENITOR
S DERIEVED FROM HES CELLS, and U.S. Patent Application No. 61/12
No. 1,086, filed December 12, 2008, entitled ENCAPSULATION OF
This is described in detail in PANCREATIC ENDODERM CELLS.

一実施形態では、封入デバイスは、多能性由来細胞、例えば、PDX-1陽性前腸内胚
葉細胞、PDX-1陽性膵臓内胚葉もしくは前駆細胞、NGN3陽性内分泌前駆体/先駆
体などの内分泌もしくは内分泌前駆体/先駆体、または、インスリン分泌細胞、グルカゴ
ン分泌細胞、ソマトスタチン分泌細胞、グレリン分泌細胞、もしくは膵臓ポリペプチド分
泌細胞などの機能的な分化したホルモン分泌細胞を、移植された細胞集団が通過するのを
防ぎ、それらをデバイス内に保持すると同時に、ある特定の分泌されたポリペプチド、例
えばインスリン、グルカゴン、ソマトスタチン、グレリン、膵臓ポリペプチドなどの通過
を可能にする半透膜の中に含有する。あるいは、デバイスは血管化膜を含めた複数の膜を
有する。
In one embodiment, the encapsulation device contains pluripotent derived cells, e.g., endocrine or endocrine precursors/precursors such as PDX-1 positive foregut endoderm cells, PDX-1 positive pancreatic endoderm or progenitor cells, NGN3 positive endocrine precursors/precursors, or functional differentiated hormone secreting cells such as insulin-secreting cells, glucagon-secreting cells, somatostatin-secreting cells, ghrelin-secreting cells, or pancreatic polypeptide-secreting cells, within a semi-permeable membrane that prevents the passage of the transplanted cell population and retains them within the device while allowing the passage of certain secreted polypeptides, e.g., insulin, glucagon, somatostatin, ghrelin, pancreatic polypeptide, etc. Alternatively, the device has multiple membranes, including a vascularized membrane.

ヒト多能性幹細胞、例えばhES細胞およびiPS細胞の成長、生存、増殖および細胞
間接着を増強および促進するための作用物質の使用
膜を渡る細胞外シグナルの伝達により細胞調節に影響を及ぼし、今度はそれにより、細
胞内の生化学的な経路をモジュレートすることができる。タンパク質のリン酸化は、細胞
内シグナルが分子から分子へ伝搬され、最終的に細胞の応答がもたらされる1つの経過を
表すものである。これらのシグナルトランスダクションカスケードは、高度に調節されて
おり、多くの場合、多くのプロテインキナーゼならびにホスファターゼが存在することに
よって証明されるように、重複している。ヒトにおいて、タンパク質チロシンキナーゼは
、糖尿病、がんを含めた多くの病態の発生において重要な役割を有することが分かってい
ることが報告されており、また、多種多様な先天性の症候群に関連付けられている。セリ
ントレオニンキナーゼ、例えばRhoキナーゼは、阻害した場合に、糖尿病、がん、およ
び種々の炎症性心血管障害およびAIDSを含めたヒト疾患の治療と関連し得る酵素のク
ラスである。現在までに同定されている大多数の阻害剤は、ATP結合部位で作用する。
そのようなATP競合阻害剤は、ATP結合部位のあまり保存されていない領域を標的と
するそれらの能力による選択性が実証されている。
Use of agents to enhance and promote the growth, survival, proliferation and cell-cell adhesion of human pluripotent stem cells, such as hES and iPS cells The transmission of extracellular signals across membranes can affect cell regulation, which in turn can modulate biochemical pathways within the cell. Protein phosphorylation represents one way in which intracellular signals are propagated from molecule to molecule, ultimately resulting in a cellular response. These signal transduction cascades are highly regulated and often overlapping, as evidenced by the presence of many protein kinases and phosphatases. In humans, protein tyrosine kinases have been reported to have been found to play an important role in the development of many pathologies, including diabetes, cancer, and have also been linked to a wide variety of congenital syndromes. Serine-threonine kinases, such as Rho kinase, are a class of enzymes that, when inhibited, may be relevant for the treatment of human diseases, including diabetes, cancer, and various inflammatory cardiovascular disorders and AIDS. The majority of inhibitors identified to date act at the ATP binding site.
Such ATP-competitive inhibitors have demonstrated selectivity due to their ability to target less conserved regions of the ATP-binding site.

低分子GTP結合性タンパク質のRhoキナーゼファミリーは、Rho A~Eおよび
RhoG、Rac1およびRac2、Cdc42、およびTC10を含む少なくとも10
種のメンバーを含有する。阻害剤は、多くの場合、ROK阻害剤もしくはROCK阻害剤
またはRhoキナーゼ阻害剤と称され、これらは、本明細書では互換的に使用される。R
hoA、RhoB、およびRhoCのエフェクタードメインは同じアミノ酸配列を有し、
同様の細胞内標的を有すると思われる。RhoキナーゼはRhoの最初の下流メディエー
ターとして作動し、2つのアイソフォーム:α(ROCK2)およびβ(ROCK1)と
して存在する。Rhoキナーゼファミリータンパク質は、それらのN末端ドメイン内に触
媒(キナーゼ)ドメインを有し、その中央部分にコイルドコイルドメインを有し、それら
のC末端領域内に推定プレクストリン相同性(PH)ドメインを有する。ROCKのRh
o結合性ドメインはコイルドコイルドメインのC末端部分に局在し、GTPと結合した形
態のRhoとの結合により、キナーゼ活性の増強がもたらされる。Rho/Rhoキナー
ゼ媒介性経路は、アンジオテンシンII、セロトニン、トロンビン、エンドセリン-1、
ノルエピネフリン、血小板由来成長因子、ATP/ADPおよび細胞外ヌクレオチド、お
よびウロテンシンIIを含めた多くのアゴニストによって開始されるシグナルトランスダ
クションにおいて重要な役割を果たす。Rhoキナーゼは、その標的エフェクター/基質
のモジュレーションを通じて、平滑筋収縮、アクチン細胞骨格組織化、細胞の接着および
運動性ならびに遺伝子発現を含めた種々の細胞機能において重要な役割を果たす。動脈硬
化症の発病と関連すると認知されているいくつもの細胞機能の媒介においてRhoキナー
ゼタンパク質が果たす役割により、これらのキナーゼの阻害剤も種々の動脈硬化性心血管
疾患を治療または予防するために有用であり得、また、内皮収縮に関与する。
The Rho kinase family of small GTP-binding proteins consists of at least 10 kinases, including Rho A-E and RhoG, Rac1 and Rac2, Cdc42, and TC10.
The inhibitors are often referred to as ROK inhibitors or ROCK inhibitors or Rho kinase inhibitors, which are used interchangeably herein.
The effector domains of hoA, RhoB, and RhoC have the same amino acid sequence,
Rho kinase acts as the first downstream mediator of Rho and exists as two isoforms: α (ROCK2) and β (ROCK1). Rho kinase family proteins have a catalytic (kinase) domain in their N-terminal domain, a coiled-coil domain in their central part, and a putative pleckstrin homology (PH) domain in their C-terminal region. Rho kinase is a kinase that acts as a first downstream mediator of Rho and exists as two isoforms: α (ROCK2) and β (ROCK1). Rho kinase family proteins have a catalytic (kinase) domain in their N-terminal domain, a coiled-coil domain in their central part, and a putative pleckstrin homology (PH) domain in their C-terminal region.
The Rho-binding domain is located in the C-terminal portion of the coiled-coil domain, and binding to the GTP-bound form of Rho leads to enhanced kinase activity. The Rho/Rho kinase-mediated pathway is involved in the binding of angiotensin II, serotonin, thrombin, endothelin-1,
Rho kinase plays an important role in the signal transduction initiated by many agonists, including norepinephrine, platelet-derived growth factor, ATP/ADP and extracellular nucleotides, and urotensin II. Through the modulation of its target effector/substrate, Rho kinase plays an important role in various cellular functions, including smooth muscle contraction, actin cytoskeleton organization, cell adhesion and motility, and gene expression. Due to the role that Rho kinase protein plays in mediating several cellular functions that are recognized to be related to the pathogenesis of arteriosclerosis, inhibitors of these kinases may also be useful for treating or preventing various arteriosclerotic cardiovascular diseases, and are involved in endothelial contraction.

一部の実施形態では、これだけに限定されないが、Rhoキナーゼ阻害剤Y-2763
2、ファスジル(HA1077とも称される)、H-1152PおよびITS(インスリ
ン/トランスフェリン/セレン;Gibco)、Wf-536、Y-30141(米国特
許第5,478,838号に記載されている)およびそれらの誘導体、ならびにROCK
に対するアンチセンス核酸、RNA干渉誘導性核酸(例えば、siRNA)、競合的ペプ
チド、アンタゴニストペプチド、阻害性抗体、抗体-scFV断片、ドミナントネガティ
ブバリアントおよびその発現ベクターを含めた、細胞の成長、生存、増殖および細胞間接
着を促進し、かつ/または支持する作用物質を種々の細胞培養培地条件に添加する。さら
に、ROCK阻害剤として他の低分子化合物が公知であるので、そのような化合物または
その誘導体も本発明において使用することができる(例えば、米国特許出願第20050
209261号、同第20050192304号、同第20040014755号、同第
20040002508号、同第20040002507号、同第2003012534
4号および同第20030087919、ならびに国際特許公開第2003/06222
7号、同第2003/059913号、同第2003/062225号、同第2002/
076976号および同第2004/039796号を参照されたい)。
In some embodiments, including but not limited to, the Rho kinase inhibitor Y-2763
2. Fasudil (also called HA1077), H-1152P and ITS (insulin/transferrin/selenium; Gibco), Wf-536, Y-30141 (described in U.S. Pat. No. 5,478,838) and their derivatives, and ROCK
Agents that promote and/or support cell growth, survival, proliferation, and cell-cell adhesion, including antisense nucleic acids against, RNA interference-inducing nucleic acids (e.g., siRNA), competitive peptides, antagonist peptides, inhibitory antibodies, antibody-scFV fragments, dominant negative variants, and expression vectors thereof, are added to various cell culture medium conditions. In addition, other small molecule compounds are known as ROCK inhibitors, and such compounds or derivatives thereof can also be used in the present invention (see, for example, U.S. Patent Application No. 20050022144).
No. 209261, No. 20050192304, No. 20040014755, No. 20040002508, No. 20040002507, No. 2003012534
4 and 20030087919, and International Patent Publication No. 2003/06222.
7, 2003/059913, 2003/062225, 2002/
(see US Pat. Nos. 076976 and 2004/039796).

本発明では、1種または2種またはそれ以上のROCK阻害剤の組合せも使用すること
ができる。これらの作用物質は、一部において、解離したhES細胞、iPSまたは分化
した細胞培養物、例えば、胚体内胚葉、前腸内胚葉、膵臓内胚葉、膵臓上皮、膵臓前駆体
集団、内分泌前駆体および集団などの再会合を促進することによって機能する。同様に、
作用物質は、細胞解離が行われない場合にも機能し得る。ヒト多能性幹細胞の成長、生存
、増殖および細胞間接着の増大は、細胞が懸濁液中の細胞凝集体から生成したものである
か、または接着プレート培養物(細胞外マトリックスの構成成分を伴ってまたは伴わずに
、血清を伴ってまたは伴わずに、線維芽細胞フィーダーを伴ってまたは伴わずに、FGF
を伴ってまたは伴わずに、アクチビンを伴ってまたは伴わずに)から生成したものである
かとは独立して実現された。これらの細胞集団の生存の増加により、細胞選別機を使用す
る精製系が容易になり、改善され、したがって、細胞の回収の改善が可能になる。Y27
632などのRhoキナーゼ阻害剤の使用により、解離した単一細胞の段階的な継代の間
、または低温保存からのそれらの生存が促進されることにより、分化した細胞型の増大も
可能になり得る。Y27632などのRhoキナーゼ阻害剤はヒト多能性幹細胞(例えば
hES細胞およびiPS細胞)およびそれが分化した細胞に対して試験されてきたが、R
hoキナーゼ阻害剤は、他の細胞型、例えば、一般に、これだけに限定されないが、腸、
肺、胸腺、腎臓ならびに網膜色素上皮と同様の神経系細胞型を含めた上皮細胞に適用する
ことができる。
Combinations of one or two or more ROCK inhibitors can also be used in the present invention. These agents function, in part, by promoting the reassociation of dissociated hES cells, iPS or differentiated cell cultures, such as definitive endoderm, foregut endoderm, pancreatic endoderm, pancreatic epithelium, pancreatic progenitor populations, endocrine progenitors and populations. Similarly,
The agents may also function when cell dissociation is not performed. Increased growth, survival, proliferation and cell-cell adhesion of human pluripotent stem cells has been demonstrated whether the cells are generated from cell aggregates in suspension or in adherent plate cultures (with or without components of the extracellular matrix, with or without serum, with or without fibroblast feeders, with FGF
This was achieved independently of whether they were generated from IL-1 or IL-2 (with or without activin, with or without activin). The increased survival of these cell populations facilitates and improves the purification system using cell sorters, thus allowing for improved recovery of cells.
The use of Rho kinase inhibitors such as Y27632 may also allow the expansion of differentiated cell types by promoting their survival during stepwise passaging of dissociated single cells or from cryopreservation. Rho kinase inhibitors such as Y27632 have been tested on human pluripotent stem cells (e.g., hES cells and iPS cells) and their differentiated cells, but R
Ho kinase inhibitors are also useful in the treatment of other cell types, such as, but not limited to, intestine,
It can be applied to epithelial cells including lung, thymus, kidney and nervous system cell types as well as retinal pigment epithelium.

細胞培養培地中のROCK阻害剤の濃度は、その濃度により所望の効果が実現される、
例えば、細胞の成長、生存、増殖および細胞間接着の増強、増加、および/または促進が
実現される限りは、下記の実施例に記載されているものに限定されない。種々のROCK
阻害剤を種々の条件下で最適化することが必要な場合があることが当業者には理解されよ
う。例えば、Y-27632を使用する場合、好ましい濃度は、約0.01~約1000
μM、より好ましくは約0.1~約100μM、なおより好ましくは約1.0~約50μ
M、最も好ましくは約5~20μMにわたり得る。ファスジル/HA1077を使用する
場合、上述のY-27632濃度の約2倍または3倍で使用することができる。H-11
52を使用する場合、上述のY-27632濃度の量のおよその分数、例えば、約1/1
0、1/20、1/30、1/40、1/50または1/60で使用することができる。
使用するROCK阻害剤の濃度は、一部において、阻害剤の生物活性および効力ならびに
それが使用される条件に左右される。
The concentration of the ROCK inhibitor in the cell culture medium is such that the desired effect is achieved.
For example, as long as the enhancement, increase, and/or promotion of cell growth, survival, proliferation, and cell-cell adhesion is realized, the present invention is not limited to those described in the following examples.
It will be appreciated by those skilled in the art that inhibitors may need to be optimized under different conditions. For example, when using Y-27632, the preferred concentration is about 0.01 to about 1000.
μM, more preferably from about 0.1 to about 100 μM, and even more preferably from about 1.0 to about 50 μM.
M, most preferably about 5-20 μM. When fasudil/HA1077 is used, it can be used at about 2 or 3 times the Y-27632 concentration mentioned above.
When using Y-27632, the amount is approximately a fraction of the amount of the Y-27632 concentration mentioned above, e.g., about 1/1
It can be used at 0, 1/20, 1/30, 1/40, 1/50 or 1/60.
The concentration of ROCK inhibitor used will depend, in part, on the biological activity and potency of the inhibitor and the conditions under which it is used.

ROCK阻害剤を用いて処理する時間および期間は、成長、生存、増殖(細胞集団)お
よび細胞間接着の増強、増加、および/または促進などの所望の効果に応じて限定される
場合もされない場合もある。しかし、ROCK阻害剤の添加は、実施例7によりよく記載
されている通り、驚くべき様式で分化にも影響を及ぼし得る。下記の実施例には、約12
時間、24時間、48時間、またはそれ以上にわたって処理されたヒト多能性幹細胞培養
物および/または分化した細胞培養物が記載されている。
The time and duration of treatment with a ROCK inhibitor may or may not be limited depending on the desired effect, such as enhancing, increasing, and/or promoting growth, survival, proliferation (cell population) and cell-cell adhesion. However, the addition of a ROCK inhibitor can also affect differentiation in a surprising manner, as better described in Example 7. The following examples include a 12-well platelet count of approximately 12% of cells.
Human pluripotent stem cell cultures and/or differentiated cell cultures that have been treated for 1 hour, 24 hours, 48 hours, or more are described.

ROCK阻害剤を用いて処理されるヒト多能性幹細胞培養物の密度も同様に、それが、
細胞の成長、生存、増殖および細胞間接着の増強、増加、および/または促進などの所望
の効果が実現される密度である限りは限定されない。播種される細胞の細胞密度は、これ
だけに限定されないが、接着培養物または懸濁培養物の使用、使用する細胞培養培地の特
定のレシピ、成長条件および培養細胞の意図された使用を含めた種々の因子に応じて調整
することができる。細胞培養物の密度の例としては、これだけに限定されないが、1ml
当たり細胞0.01×10個、1ml当たり細胞0.05×10個、1ml当たり細
胞0.1×10個、1ml当たり細胞0.5×10個、1ml当たり細胞1.0×1
個、1ml当たり細胞1.2×10個、1ml当たり細胞1.4×10個、1m
l当たり細胞1.6×10個、1ml当たり細胞1.8×10個、1ml当たり細胞
2.0×10、1ml当たり細胞3.0×10個、1ml当たり細胞4.0×10
個、1ml当たり細胞5.0×10個、1ml当たり細胞6.0×10個、1ml当
たり細胞7.0×10個、1ml当たり細胞8.0×10個、1ml当たり細胞9.
0×10個、または1ml当たり細胞10.0×10個、またはそれ以上、例えば、
1mL細胞5×10個まで、またはそれ以上、または間の任意の値が挙げられ、良好な
細胞の成長、生存、増殖および細胞間接着を伴って培養された。
The density of human pluripotent stem cell cultures treated with ROCK inhibitors also increased, as
There is no limit to the density as long as the desired effects, such as enhanced, increased, and/or promoted cell growth, survival, proliferation, and cell-cell adhesion, are achieved. The cell density of the seeded cells can be adjusted depending on a variety of factors, including, but not limited to, the use of adherent or suspension cultures, the particular recipe of the cell culture medium used, the growth conditions, and the intended use of the cultured cells. Examples of cell culture densities include, but are not limited to, 1000 cells/ml
0.01 x 10 cells per ml, 0.05 x 10 cells per ml, 0.1 x 10 cells per ml, 0.5 x 10 cells per ml, 1.0 x 10 cells per ml
0 5 cells per ml, 1.2 x 10 5 cells per ml, 1.4 x 10 5 cells per ml,
1.6 x 10 cells per liter, 1.8 x 10 cells per ml, 2.0 x 10 cells per ml , 3.0 x 10 cells per ml, 4.0 x 10 cells per ml
cells per ml, 5.0 x 10 cells per ml, 6.0 x 10 cells per ml, 7.0 x 10 cells per ml, 8.0 x 10 cells per ml, 9.0 x 10 cells per ml.
0×10 5 cells per ml, or 10.0×10 5 cells per ml, or more, e.g.
Up to 5x107 cells per mL, or more, or any value in between, were cultured with good cell growth, survival, proliferation and cell-cell adhesion.

TGFβ受容体ファミリーメンバーを活性化する作用物質の使用
さらに別の実施形態では、TGFβ受容体ファミリーメンバーを活性化する作用物質は
、成長因子のTGFβスーパーファミリーのメンバーを含み、本明細書に記載されている
。本明細書で使用される場合、「TGFβスーパーファミリーメンバー」またはその等価
物とは、TGFβ1、TGFβ2、TF-β3、GDF-15、GDF-9、BMP-1
5、BMP-16、BMP-3、GDF-10、BMP-9、BMP-10、GDF-6
、GDF-5、GDF-7、BMP-5、BMP-6、BMP-7、BMP-8、BMP
-2、BMP-4、GDF-3、GDF-1、GDF11、GDF8、アクチビンβC、
βΕ、βΑおよびβΒ、BMP-14、GDF-14、MIS、インヒビンアルファ、L
efty1、Lefty2、GDNF、ニュールツリン、パーセフィンおよびアルテミン
を含めたサブファミリーを含めた30種を超える構造的に関連するタンパク質を指す。C
hangら(2002)Endocrine Rev.23(6):787-823を参
照されたい。
Uses of Agents That Activate TGFβ Receptor Family Members In yet another embodiment, agents that activate TGFβ receptor family members include members of the TGFβ superfamily of growth factors, as described herein. As used herein, "TGFβ superfamily members" or equivalents include TGFβ1, TGFβ2, TF-β3, GDF-15, GDF-9, BMP-1,
5. BMP-16, BMP-3, GDF-10, BMP-9, BMP-10, GDF-6
, GDF-5, GDF-7, BMP-5, BMP-6, BMP-7, BMP-8, BMP
-2, BMP-4, GDF-3, GDF-1, GDF11, GDF8, activin βC,
βE, βA and βB, BMP-14, GDF-14, MIS, inhibin alpha, L
Refers to over 30 structurally related proteins, including subfamilies including efty1, Lefty2, GDNF, neurturin, persephin and artemin.
See Hang et al. (2002) Endocrine Rev. 23(6):787-823.

TGFβファミリーメンバーは、TGFβファミリーメンバーに応答して細胞の性質の
変化を伝達するまたは他のやり方でもたらすことに関与するポリペプチドまたは相互作用
の1種または複数種を刺激する化合物であるTGFβシグナル伝達経路活性化因子によっ
て置き換えること、またはそれと併せて使用することができる。TGFβシグナル伝達経
路はTGFβファミリーメンバー自体を含む。TGFβスーパーファミリーメンバーは、
II型およびI型セリン-トレオニンキナーゼ受容体およびSmadとして公知の細胞内
エフェクターを通じたシグナル伝達によってシグナルを核に伝達する。これらの受容体は
、協同的に作用してリガンドに結合し、シグナルを伝達するI型受容体およびII型受容
体として公知の2つのサブファミリーに入る(Attisanoら、Mol Cell
Biol 16(3)、1066-1073(1996))。リガンドはI型受容体およ
びII受容体の細胞表面に結合し、リン酸化によるI型受容体の活性化を促進する。この
活性化された複合体が今度は細胞内Smadを活性化し、それが転写を調節する多サブユ
ニット複合体に集合する。TGFベータスーパーファミリーのメンバーは、2つのシグナ
ル伝達サブグループ:TGFβ/アクチビンと機能的に関連するもの、およびBMP/G
DFサブファミリーと関連するものに分けられる。大部分のTGFβリガンドは、最初に
II型受容体に結合し、次いで、このリガンド/II型受容体複合体がI型受容体を動員
またはリン酸化すると考えられている(Mathews,L S、Endocr Rev
15:310-325(1994);Massague、Nature Rev:Mo
l Cell Biol.1、169-178(2000))。II型受容体キナーゼは
、I型受容体キナーゼをリン酸化および活性化することにより、次いで、Smadタンパ
ク質をリン酸化および活性化する。TGFβ/アクチビンリガンドはTGFβおよびアク
チビンII型受容体に結合し、このアクチビン型経路を通じてSmad-2、Smad-
3、NodalおよびLeftyシグナルを活性化することができる。BMP/GDFリ
ガンドはBMP II型受容体に結合し、Smad1、Smad5、およびSmad8を
活性化することができる。Derynck,Rら、Cell 95、737-740(1
998)を参照されたい。リガンド刺激の際、Smadは核内に移動し、転写複合体の構
成成分として機能する。
TGFβ family members can be replaced by or used in conjunction with TGFβ signaling pathway activators, which are compounds that stimulate one or more of the polypeptides or interactions involved in transducing or otherwise effecting changes in cellular properties in response to TGFβ family members. The TGFβ signaling pathway includes the TGFβ family members themselves. TGFβ superfamily members include:
They transmit signals to the nucleus by signaling through type II and type I serine-threonine kinase receptors and intracellular effectors known as Smads. These receptors fall into two subfamilies known as type I and type II receptors that act cooperatively to bind ligands and transmit signals (Attisano et al., Mol Cell 1999, 144:131-132).
Biol 16(3), 1066-1073 (1996)). Ligand binds to the cell surface of type I and II receptors and promotes activation of type I receptors by phosphorylation. This activated complex in turn activates intracellular Smads, which assemble into multisubunit complexes that regulate transcription. Members of the TGF-beta superfamily are divided into two signaling subgroups: those functionally related to TGF-β/activin, and those functionally related to BMP/G
Most TGFβ ligands are thought to first bind to the type II receptor, and then this ligand/type II receptor complex recruits or phosphorylates the type I receptor (Mathews, L S, Endocr Rev
15:310-325 (1994); Massague, Nature Rev: Mo
l Cell Biol. 1, 169-178 (2000)). Type II receptor kinases phosphorylate and activate type I receptor kinases, which then phosphorylate and activate Smad proteins. TGFβ/activin ligands bind to TGFβ and activin type II receptors, and through this activin-type pathway, they phosphorylate and activate Smad-2, Smad-
3, can activate Nodal and Lefty signals. BMP/GDF ligands bind to BMP type II receptors and can activate Smad1, Smad5, and Smad8. Derynck, R. et al., Cell 95, 737-740 (1
Upon ligand stimulation, Smads translocate into the nucleus and function as components of transcription complexes.

TGFβシグナル伝達は、種々の機構を通じて正におよび負に調節される。陽性調節で
は、シグナルが生物学的活性のために十分なレベルまで増幅される。TGFβスーパーフ
ァミリーリガンドがII型受容体に結合し、これによりI型受容体が動員およびリン酸化
される。次いで、I型受容体により、受容体により調節されるSMAD(R-SMAD、
例えばSMAD1、SMAD2、SMAD3、SMAD5、およびSMAD8)がリン酸
化され、そこで共通のメディエーターSmadまたはco-SMADに結合することがで
きる。R-SMAD/coSMAD複合体は核内に蓄積され、そこで転写因子としての機
能を果たし、標的遺伝子発現の調節に関与する。例えば、成長分化因子は1、2、3、5
、6、7、8、9、10、11、および15を含む。また、好ましい一実施形態では、G
DF8およびGDF11はTGFβファミリーメンバーであり、同様にTGFβシグナル
伝達経路活性化因子(陽性調節)でもあり、ActRII受容体の細胞外リガンド結合性
ドメイン部分に結合し、次いでActRIと複合体を形成し、それによりSmad7負の
制御因子の阻害およびSmad2/Smad3複合体のリン酸化を導くことによって作用
する。Smad2/Smad3複合体はSmad4と会合して特定の遺伝子の発現を調節
する。
TGFβ signaling is positively and negatively regulated through various mechanisms. In positive regulation, the signal is amplified to a sufficient level for biological activity. TGFβ superfamily ligands bind to type II receptors, which recruit and phosphorylate type I receptors. Type I receptors then mediate the expression of receptor-regulated SMADs (R-SMADs,
R-SMAD/coSMAD complexes accumulate in the nucleus where they function as transcription factors and are involved in the regulation of target gene expression. For example, growth and differentiation factor 1, 2, 3, 5, and 6 are phosphorylated and can bind to common mediator Smads or co-SMADs.
, 6, 7, 8, 9, 10, 11, and 15. Also in a preferred embodiment, G
DF8 and GDF11 are TGFβ family members as well as TGFβ signaling pathway activators (positive regulators) that act by binding to the extracellular ligand-binding domain portion of the ActRII receptor and then forming a complex with ActRI, thereby leading to inhibition of the Smad7 negative regulator and phosphorylation of the Smad2/Smad3 complex, which associates with Smad4 to regulate the expression of specific genes.

任意の作用物質の使用と同様に、細胞培養培地中の任意のTGFβスーパーファミリー
メンバーの濃度は、その濃度により、例えばTGFβ受容体ファミリーメンバーが活性化
されることなどの所望の効果を実現することができる限りは、下記の実施例に記載されて
いるものに限定されない。例えば、アクチビン、例えば、アクチビンAおよび/またはア
クチビンB、またはGDF8およびGDF-11を使用する場合、好ましい濃度は、約1
0~約300nM、より好ましくは約50~約200nM、なおより好ましくは約75~
約150nM、最も好ましくは約100~125nMにわたり得る。当業者は、任意の濃
度を容易に試験することができ、当技術分野における標準の技法を使用して、そのような
濃度の有効性を決定すること、例えば、任意の細胞型について遺伝子マーカーのパネルの
発現および非発現を決定することによって分化を評価することができる。
As with the use of any agent, the concentration of any TGFβ superfamily member in the cell culture medium is not limited to those described in the Examples below, so long as the concentration is capable of achieving the desired effect, such as activating a TGFβ receptor family member. For example, when using activins, such as activin A and/or activin B, or GDF8 and GDF-11, preferred concentrations are about 1:1 or about 1:1.
0 to about 300 nM, more preferably about 50 to about 200 nM, even more preferably about 75 to about
The concentration can range from about 150 nM, and most preferably from about 100 to 125 nM. One of skill in the art can readily test any concentration and use standard techniques in the art to determine the effectiveness of such concentrations, for example, to assess differentiation by determining the expression and non-expression of a panel of genetic markers for any cell type.

内分泌細胞を生成するための作用物質の使用
一実施形態では、本発明は、これだけに限定されないが、ガンマセレクターゼ阻害剤を
含めたNotch経路阻害剤を、内分泌分化を促進し、かつ/または内分泌細胞の特質で
あり、内分泌分化を示すある特定のマーカーの発現を誘導するために有効な量で使用して
、膵臓内胚葉系列型集団および/または亜集団、特にPECおよび/または膵臓内分泌系
列細胞を作製する方法を提供する。多数のガンマセレクターゼ阻害剤が記載されている。
例えば、米国特許第6,756,511号;同第6,890,956号;同第6,984
,626号;同第7,049,296号;同第7,101,895号;同第7、138,
400号;同第7、144,910号;同第および7、183,303号を参照されたい
。ガンマセレクターゼ阻害剤は、例えばCalbiochem(La Jolla、Ca
lif)から容易に入手可能である:ガンマセレクターゼ阻害剤I、(GSI I)、Z
-Leu-Leu-ノルロイシン-CHO;ガンマセレクターゼ阻害剤II;ガンマセレ
クターゼ阻害剤III、(GSI III)、N-ベンジルオキシカルボニル-Leu-
ロイシナール;ガンマセレクターゼ阻害剤IV、(GSI IV)、N-(2-ナフトイ
ル)-Val-フェニルアラニナール;ガンマセレクターゼ阻害剤V、(GSI V)、
N-ベンジルオキシカルボニル-Leu-フェニルアラニナール;ガンマセレクターゼ阻
害剤VI、(GSI VI)、1-(S)-エンド-N-(1,3,3)-トリメチルビ
シクロ[2.2.1]ヘプタ-2-イル)-4-フルオロフェニルスルホンアミド;ガン
マセレクターゼ阻害剤VII、(GSI VII)、メチルオキシカルボニル-LL-C
HO;ガンマセレクターゼ阻害剤IX、(GSI IX)、(DAPT)、N-[N-(
3,5-ジフルオロフェンアセチル-L-アラニル)]-S-フェニルグリシンt-ブチ
ルエステル;ガンマセレクターゼ阻害剤X、(GSI X)、{1S-ベンジル-4R-
[1-(1S-カルバモイル-2-フェネチルカルバモイル)-1S-3-メチルブチル
カルバモイル]-2R-ヒドロキシ-5-フェニルペンチル}カルバミン酸tert-ブ
チル エステル;ガンマセレクターゼ阻害剤XI、(GSI XI)、7-アミノ-4-
クロロ-3-メトキシイソクマリン;ガンマセレクターゼ阻害剤XII、(GSI XI
I)、Z-Ile-Leu-CHO;ガンマセレクターゼ阻害剤XIII、(GSI X
III)、Z-Tyr-Ile-Leu-CHO;ガンマセレクターゼ阻害剤XIV、(
GSI XIV)、Z-Cys(t-Bu)-Ile-Leu-CHO;ガンマセレクタ
ーゼ阻害剤XVI、(GSI XVI)、N-[N-3,5-ジフルオロフェンアセチル
]-L-アラニル-S-フェニルグリシンメチルエステル;ガンマセレクターゼ阻害剤X
VII、(GSI XVII)、WPE-III-31C);ガンマセレクターゼ阻害剤
XIX、(GSI XIX)、(2S,3R)-3-(3,4-ジフルオロフェニル)-
2-(4-フルオロフェニル)-4-ヒドロキシ-N-((3S)-2-オキソ--5-
フェニル-2,3-ジヒドロ-1H-ベンゾ[e][1,4]ジアゼピン-3-イル)-
ブチルアミド;ガンマセレクターゼ阻害剤XX、(GSI XX)、(ジベンザゼピン(
DBZ))、(S,S)-2-[2-(3,5-ジフルオロフェニル)アセチルアミノ]
-N-(5-メチル-6-オキソ-6,7-ジヒドロ--5H-ジベンゾ[b,d]アゼ
ピン-7-イル)プロピオンアミド、ガンマセレクターゼ阻害剤XXI、(GSI XX
I)、(S,S)-2-[2-(3,5-ジフルオロフェニル)-アセチルアミノ]-N
-(1-メチル-2-オキソ-5-フェニル-2-,3-ジヒドロ-1H-ベンゾ[e]
[1,4]ジアゼピン-3-イル)-プロピオンアミド;ガンマ40セレクターゼ阻害剤
I、N-トランス-3,5-ジメトキシシンナモイル-Ile-ロイシナール;ガンマ4
0 セレクターゼ阻害剤II、N-tert-ブチルオキシカルボニル-Gly-Val
-バリナール(Valinal);およびイソバレリル-V-V-Sta-A-Sta-
OC
Use of Agents to Generate Endocrine Cells In one embodiment, the present invention provides a method of generating pancreatic endoderm lineage type populations and/or subpopulations, particularly PECs and/or pancreatic endocrine lineage cells, using Notch pathway inhibitors, including but not limited to gamma selectase inhibitors, in an amount effective to promote endocrine differentiation and/or induce expression of certain markers that are characteristic of and indicative of endocrine differentiation. A number of gamma selectase inhibitors have been described.
See, e.g., U.S. Patent Nos. 6,756,511; 6,890,956; and 6,984
,626; 7,049,296; 7,101,895; 7,138,
See, e.g., Calbiochem (La Jolla, Calif.);
lif): Gamma Sectorase Inhibitor I, (GSI I), Z
-Leu-Leu-norleucine-CHO; gamma-secretaase inhibitor II; gamma-secretaase inhibitor III, (GSI III), N-benzyloxycarbonyl-Leu-
Leucinal; gamma-secretase inhibitor IV, (GSI IV), N-(2-naphthoyl)-Val-phenylalaninal; gamma-secretase inhibitor V, (GSI V),
N-benzyloxycarbonyl-Leu-phenylalaninal; gamma-secretase inhibitor VI, (GSI VI), 1-(S)-endo-N-(1,3,3)-trimethylbicyclo[2.2.1]hept-2-yl)-4-fluorophenylsulfonamide; gamma-secretase inhibitor VII, (GSI VII), methyloxycarbonyl-LL-C
HO; gamma-secretases inhibitor IX, (GSI IX), (DAPT), N-[N-(
3,5-difluorophenacetyl-L-alanyl)]-S-phenylglycine t-butyl ester; gamma sequestrantase inhibitor X, (GSI X), {1S-benzyl-4R-
[1-(1S-carbamoyl-2-phenethylcarbamoyl)-1S-3-methylbutylcarbamoyl]-2R-hydroxy-5-phenylpentyl}carbamic acid tert-butyl ester; Gamma-secretase inhibitor XI, (GSI XI), 7-amino-4-
Chloro-3-methoxyisocoumarin; Gamma Sectorase Inhibitor XII, (GSI XI
I), Z-Ile-Leu-CHO; gamma-secretaase inhibitor XIII, (GSI X
III), Z-Tyr-Ile-Leu-CHO; gamma-secretases inhibitor XIV, (
GSI XIV), Z-Cys(t-Bu)-Ile-Leu-CHO; gamma-secretase inhibitor XVI, (GSI XVI), N-[N-3,5-difluorophenacetyl]-L-alanyl-S-phenylglycine methyl ester; gamma-secretase inhibitor X
VII, (GSI XVII), WPE-III-31C); gamma-secretases inhibitors XIX, (GSI XIX), (2S,3R)-3-(3,4-difluorophenyl)-
2-(4-fluorophenyl)-4-hydroxy-N-((3S)-2-oxo-5-
Phenyl-2,3-dihydro-1H-benzo[e][1,4]diazepin-3-yl)-
Butyramide; Gamma Sectorase Inhibitor XX, (GSI XX), (Dibenzazepine (
DBZ), (S,S)-2-[2-(3,5-difluorophenyl)acetylamino]
-N-(5-methyl-6-oxo-6,7-dihydro-5H-dibenzo[b,d]azepin-7-yl)propionamide, gamma-secretase inhibitor XXI, (GSI XX
I), (S,S)-2-[2-(3,5-difluorophenyl)-acetylamino]-N
-(1-methyl-2-oxo-5-phenyl-2-,3-dihydro-1H-benzo[e]
[1,4]diazepin-3-yl)-propionamide; gamma 40 selectase inhibitor I, N-trans-3,5-dimethoxycinnamoyl-Ile-leucinal; gamma 4
0. Sectorase inhibitor II, N-tert-butyloxycarbonyl-Gly-Val
-Valinal; and Isovaleryl-V-V-Sta-A-Sta-
O.C.3 .

一態様では、ガンマセレクターゼ阻害剤は、Z-Leu-Leu-ノルロイシン-CH
O、N-ベンジルオキシカルボニル-Leu-ロイシナール、N-(2-ナフトイル)-
Val-フェニルアラニナール、N-ベンジルオキシカルボニル-Leu-フェニルアラ
ニナール、1-(S)-endo-N-(1,3,3)トリメチルビシクロ[2.2.1
]ヘプタ-2-イル)-4-フルオロフェニルスルホンアミド、メンチルオキシカルボニ
ル-LL-CHO、N-[N-(3,5-ジフルオロフェナセチル-L-アラニル)]-
S-フェニルグリシンt-ブチルエステル、{1S-ベンジル-4R-[1-(1S-カ
ルバモイル-2-フェネチルカルバモイル)-1S-3-メチルブチルカルバモイル]-
2R-ヒドロキシ-5-フェニルペンチル}カルバミン酸tert-ブチルエステル、7
-アミノ-4-クロロ-3-メトキシイソクマリン、Z-lle-Leu-CHO、Z-
Tyr-lle-Leu-CHO、Z-Cys(t-Bu)-lle-Leu-CHO、
N-[N-3,5-ジフルオロフェナセチル]-L-アラニル-S-フェニルグリシンメ
チルエステル、(2S,3R)-3-(3,4-ジフルオロフェニル)-2-(4-フル
オロフェニル)-4-ヒドロキシ-N-((3S)-2-オキソ--5-フェニル-2,
3-ジヒドロ-1H-ベンゾ[e][1,4]ジアゼピン-3-イル)-ブチルアミド、
(S,S)-2-[2-(3,5-ジフルオロフェニル)-アセチルアミノ]-N-(1
-メチル-2-オキソ-5-フェニル-2-,3-ジヒドロ-1H-ベンゾ[e][1,
4]ジアゼピン-3-イル)-プロピオンアミド、N-trans-3,5-ジメトキシ
シンナモイル-lle-ロイシナール、N-tert-ブチルオキシカルボニル-Gly
-Val-バリナール、イソバレリル-V-V-Sta-A-Sta-OCHのうちの
1つまたは複数からなる群から選択され、腎疾患は糸球体腎疾患または尿細管腎疾患であ
る。本発明の一態様では、本明細書に記載されており、表8および表17によるステージ
1~7のいずれかまたは全てにおいて、約0.5~10mM、0.5~5mM、0.5~
3mM、好ましくは0.5~1mMのガンマセレクターゼ阻害剤を使用する。
In one aspect, the gamma sequestrantase inhibitor is Z-Leu-Leu-norleucine-CH
O, N-benzyloxycarbonyl-Leu-Leucinal, N-(2-naphthoyl)-
Val-phenylalaninal, N-benzyloxycarbonyl-Leu-phenylalaninal, 1-(S)-endo-N-(1,3,3)trimethylbicyclo[2.2.1
]hept-2-yl)-4-fluorophenylsulfonamide, menthyloxycarbonyl-LL-CHO, N-[N-(3,5-difluorophenacetyl-L-alanyl)]-
S-Phenylglycine t-butyl ester, {1S-benzyl-4R-[1-(1S-carbamoyl-2-phenethylcarbamoyl)-1S-3-methylbutylcarbamoyl]-
2R-hydroxy-5-phenylpentyl}carbamic acid tert-butyl ester, 7
-amino-4-chloro-3-methoxyisocoumarin, Z-Ile-Leu-CHO, Z-
Tyr-Ile-Leu-CHO, Z-Cys(t-Bu)-Ile-Leu-CHO,
N-[N-3,5-difluorophenacetyl]-L-alanyl-S-phenylglycine methyl ester, (2S,3R)-3-(3,4-difluorophenyl)-2-(4-fluorophenyl)-4-hydroxy-N-((3S)-2-oxo-5-phenyl-2,
3-dihydro-1H-benzo[e][1,4]diazepin-3-yl)-butyramide,
(S,S)-2-[2-(3,5-difluorophenyl)-acetylamino]-N-(1
-Methyl-2-oxo-5-phenyl-2-,3-dihydro-1H-benzo[e][1,
4]diazepin-3-yl)-propionamide, N-trans-3,5-dimethoxycinnamoyl-1-leucinal, N-tert-butyloxycarbonyl-Gly
In one aspect of the invention, the renal disease is selected from the group consisting of one or more of: Isovaleryl-V-Val-valinal, Isovaleryl-V-V-Sta-A-Sta-OCH 3 , and the renal disease is glomerular or tubular renal disease.
A gamma-secretase inhibitor is used at 3 mM, preferably 0.5-1 mM.

一実施形態では、インスリン成長因子(IGF)は、細胞がそれらの生理的環境との情
報交換に使用する複合体系の一部であり、したがって、PSCをPECおよび/または膵
臓内分泌系列細胞に分化させるために使用することができる。この複合体系(多くの場合
、IGF「軸」と称される)は、2つの細胞表面受容体(IGF1RおよびIGF2R)
、2つのリガンド(インスリン様成長因子1(IGF-1)およびインスリン様成長因子
2(IGF-2))、6種の高親和性IGF結合性タンパク質(IGFBP-1~IGF
BP-6)のファミリーからなり、また、集合的にプロテアーゼと称されるIGFBP分
解酵素と関連する。IGFは、IGF1R、インスリン受容体、IGF-2受容体、イン
スリン関連受容体およびおそらく他の受容体に結合することが知られている。したがって
、本発明の一態様では、これらの受容体に結合する成長因子として、これらの受容体のい
ずれかまたは組合せに結合する任意の成長因子、作用物質またはモルフォゲンは本明細書
に記載および予測されているものと潜在的に同じ生理作用を有するので、これだけに限定
されないが、IGF1およびIGF2が挙げられる。本発明の一態様では、本明細書に記
載されており、表8および表17によるステージ1~7のいずれかまたは全てにおいて、
約5~200ng/mL、10~100ng/mL、10~75ng/mL、好ましくは
10~50ng/mL、好ましくは20~50ng/mLのIGFを使用する。
In one embodiment, insulin growth factor (IGF) is part of a complex system that cells use to communicate with their physiological environment and therefore can be used to differentiate PSCs into PECs and/or cells of the pancreatic endocrine lineage. This complex system (often referred to as the IGF "axis") is a cellular signaling pathway that mediates the differentiation of PSCs into PECs and/or cells of the pancreatic endocrine lineage through the interaction of two cell surface receptors (IGF1R and IGF2R).
, two ligands (insulin-like growth factor 1 (IGF-1) and insulin-like growth factor 2 (IGF-2)), and six high-affinity IGF-binding proteins (IGFBP-1 to IGF
The IGFs are known to bind to IGF1R, insulin receptor, IGF-2 receptor, insulin-related receptor and possibly other receptors. Thus, in one aspect of the invention, growth factors that bind to these receptors include, but are not limited to, IGF1 and IGF2, as any growth factor, agent or morphogen that binds to any or a combination of these receptors will potentially have the same physiological effects as described and predicted herein. In one aspect of the invention, growth factors that bind to any or all of stages 1-7 according to Tables 8 and 17 as described herein include, but are not limited to, IGF1 and IGF2.
IGF is used at about 5-200 ng/mL, 10-100 ng/mL, 10-75 ng/mL, preferably 10-50 ng/mL, preferably 20-50 ng/mL.

一実施形態では、血小板由来成長因子(PDGF)を使用して、PSCをPECおよび
/または内分泌系列に傾倒した細胞(CHGA+)に分化させる。PDGFは、多数種の
細胞の強力なマイトジェンとして広範に記載されている主要なタンパク質成長因子である
。PDGFは、異なるチロシンキナーゼ受容体:PDGFR-αおよびPDGFR-βを
通じて作用するポリペプチド鎖、A、B、CおよびDの二量体アイソフォームのファミリ
ーに属する。本発明の一態様では、リガンドは、これだけに限定されないが、2つの型の
受容体に結合するPDGFaa、PDGFabまたはPDGFbbを含めた、PDGFま
たはその機能的等価物である。本発明の一態様では、本明細書に記載されており、表8お
よび表17によるステージ1~7のいずれかまたは全てにおいて、約5~100ng/m
L、10~75ng/mL、10~50ng/mL、好ましくは10~20ng/mLの
PDGFを使用する。
In one embodiment, platelet-derived growth factor (PDGF) is used to differentiate PSCs into PECs and/or cells committed to the endocrine lineage (CHGA+). PDGF is a major protein growth factor that has been extensively described as a potent mitogen for many types of cells. PDGF belongs to a family of dimeric isoforms of polypeptide chains, A, B, C, and D, that act through distinct tyrosine kinase receptors: PDGFR-α and PDGFR-β. In one aspect of the invention, the ligand is PDGF or a functional equivalent thereof, including but not limited to PDGFaa, PDGFab, or PDGFbb, which bind to two types of receptors. In one aspect of the invention, a PDGF ligand is administered at about 5-100 ng/m2 in any or all of stages 1-7 according to Tables 8 and 17, as described herein.
L, 10 to 75 ng/mL, 10 to 50 ng/mL, preferably 10 to 20 ng/mL, of PDGF is used.

一実施形態では、ニコチン酸(ビタミンB3/ナイアシン)のアミドである、ナイアシ
ンアミドおよびニコチン酸アミドとしても公知のニコチンアミドを、PSCをPECおよ
び/または膵臓内分泌系列細胞に分化させるために使用する。ナイアシンとしても公知の
ニコチン酸は、in vivoでニコチンアミドに変換され、ナイアシンとニコチンアミ
ドのビタミン機能は同一であるが、ニコチンアミドは、ナイアシンと同じ薬理作用および
毒作用を有さない。したがって、ニコチンアミドと同様に機能する他のビタミンBまたは
ビタミンB誘導体は本発明に組み入れられる。本発明の一態様では、本明細書に記載され
ており、表8および表17によるステージ1~7のいずれかまたは全てにおいて、約5~
100ng/mL、10~75ng/mL、10~50ng/mL、好ましくは10~2
0ng/mLのニコチンアミドを使用する。
In one embodiment, nicotinamide, also known as niacinamide and nicotinic acid amide, which is the amide of nicotinic acid (vitamin B3/niacin), is used to differentiate PSCs into PECs and/or pancreatic endocrine lineage cells. Nicotinic acid, also known as niacin, is converted to nicotinamide in vivo, and although the vitamin functions of niacin and nicotinamide are identical, nicotinamide does not have the same pharmacological and toxic effects as niacin. Thus, other B vitamins or vitamin B derivatives that function similarly to nicotinamide are incorporated into the present invention. In one aspect of the present invention, a method for differentiation of PSCs into PECs and/or pancreatic endocrine lineage cells, as described herein, is provided comprising administering to the patient a 5-vitamin B vitamin supplement at any or all of stages 1-7 according to Tables 8 and 17, ... as described herein.
100 ng/mL, 10-75 ng/mL, 10-50 ng/mL, preferably 10-2
0 ng/mL nicotinamide is used.

別の実施形態では、タンパク質のヘッジホッグファミリーを、PSCをPECおよび/
または膵臓内分泌系列細胞に分化させるために使用する。本発明によって提供される脊椎
動物細胞間シグナル伝達分子のヘッジホッグファミリーは、これだけに限定されないが、
デザートヘッジホッグ(Desert hedgehog)(Dhh)、ソニックヘッジ
ホッグ(Sonic hedgehog)(Shh)、インディアンヘッジホッグ(Ih
h)およびムーンラットヘッジホッグ(Moonrat hedgehog)(Mhh)
を含めた少なくとも4種のメンバーからなる。一態様では、本明細書に記載されており、
表8および表17によるステージ1~7のいずれかまたは全てにおいて、約5~200n
g/mL、10~200ng/mL、10~150ng/mL、好ましくは10~100
ng/mLのヘッジホッグタンパク質を使用する。
In another embodiment, the hedgehog family of proteins is combined with the PSC to PEC and/or
or for differentiation into pancreatic endocrine lineage cells. The Hedgehog family of vertebrate intercellular signaling molecules provided by the present invention includes, but is not limited to,
Desert hedgehog (Dhh), Sonic hedgehog (Shh), Indian hedgehog (Ihh)
h) and Moonrat hedgehog (Mhh)
In one aspect, the present invention comprises at least four members, including
In any or all of stages 1 to 7 according to Tables 8 and 17, about 5 to 200 n
g/mL, 10-200 ng/mL, 10-150 ng/mL, preferably 10-100
ng/mL of hedgehog protein is used.

本発明を一般に記載したが、本明細書において提供される、単に例示するためのもので
あり、限定するものではないある特定の実施例を参照することにより、さらなる理解を得
ることができる。
Having generally described the invention, a further understanding can be obtained by reference to certain specific examples provided herein, which are intended to be illustrative and not limiting.

上述のものが本発明の好ましい実施形態に関連すること、および本発明の範囲を逸脱し
ないでそこに多数の変更を加えることができることも理解するべきである。本発明は以下
の実施例でさらに例示されるが、それらはその範囲に制限を加えるものと決して解釈され
てはならない。逆に、様々な他の実施形態、改変形およびその同等物に頼ることができる
ことを明らかに理解するべきであり、それらは、本明細書の説明を読んだ後ならば、本発
明の精神および/または添付の特許請求の範囲を逸脱しないで、当業者が思いつくことが
できる。
It should also be understood that the above relates to preferred embodiments of the present invention, and that numerous modifications can be made thereto without departing from the scope of the present invention. The present invention is further illustrated in the following examples, which should not be construed as limiting its scope in any way. On the contrary, it should be clearly understood that resort can be made to various other embodiments, modifications and equivalents thereof, which may occur to those skilled in the art after reading the description herein, without departing from the spirit of the present invention and/or the scope of the appended claims.

(実施例1)
胚体内胚葉および内胚葉中間体を経た膵臓の前駆体および内分泌細胞へのヒトiPS細
胞の分化
膵臓前駆体、内分泌前駆体およびホルモン発現内分泌細胞を含む膵臓細胞型の集団を生
成するために、約2週(または14日)にわたる四(4)ステージ手順を使用して、懸濁
凝集体でヒト人工多能性幹(iPS)細胞を分化させた。本明細書で用いたヒトiPS細
胞系は、S.Yamanaka、Kyoto University、Japanおよび
Cellular Dynamics International,Inc.(CDI
)によって提供された。
Example 1
Differentiation of Human iPS Cells to Pancreatic Progenitors and Endocrine Cells via Definitive Endoderm and Endoderm Intermediate Human induced pluripotent stem (iPS) cells were differentiated in suspension aggregates using a four (4) stage procedure over approximately two weeks (or 14 days) to generate populations of pancreatic cell types including pancreatic progenitors, endocrine progenitors and hormone-expressing endocrine cells. The human iPS cell line used herein was purchased from S. Yamanaka, Kyoto University, Japan and Cellular Dynamics International, Inc. (CDI).
) provided by

本明細書に記載されるiPS細胞は、Shinya Yamanakaによって最初に
、その後CDIによって提供された。未分化iPS細胞は、20%ノックアウト血清代替
物を含有するDMEM/F12において、有糸分裂不活性化マウス胚線維芽細胞で、また
は好ましくはフィーダーフリー(線維芽細胞フィーダー細胞層なし)で増殖させた。Ac
cutaseを使用して未分化iPS細胞を単細胞に解離させることによって分化を開始
し、RNAの単離と分析のために細胞試料をとった。細胞は、1:5000希釈のインス
リン-トランスフェリン-セレン(ITS)、アクチビンA(100ng/mL)、wn
t3a(50ng/mL)およびロー-キナーゼまたはROCK阻害剤、Y-27632
を10μΜで含有するRPMI+0.2容量/容量%FBSに、1ミリリットルにつき細
胞数1,000,000~2,000,000で再懸濁させ、回転プラットホームの上に
置いた超低付着6ウェルプレートに入れ、約100rpmで回転させた。分化プロセスの
残りの間、培地を毎日交換して培養を100rpmで回転させた。iPSCの成長、継代
および増殖は、実質的に米国特許第7,961,402号および第8,211、699号
に記載されている通りである。
The iPS cells described herein were originally provided by Shinya Yamanaka and subsequently by CDI. Undifferentiated iPS cells were grown in DMEM/F12 containing 20% knockout serum replacement with mitotically inactivated mouse embryonic fibroblasts or preferably feeder-free (without a fibroblast feeder cell layer).
Differentiation was initiated by dissociating undifferentiated iPS cells into single cells using lysine cutase, and cell samples were taken for RNA isolation and analysis. Cells were incubated with insulin-transferrin-selenium (ITS) at a 1:5000 dilution, activin A (100 ng/mL), wn
t3a (50 ng/mL) and the Rho-kinase or ROCK inhibitor, Y-27632
The cells were resuspended at 1-2 million cells per milliliter in RPMI + 0.2% v/v FBS containing 10 μM erythrocyte sedimentation medium and placed in an ultra-low attachment 6-well plate on a rotating platform and spun at approximately 100 rpm. Media was changed daily and cultures were spun at 100 rpm for the remainder of the differentiation process. Growth, passaging and expansion of iPSCs were essentially as described in U.S. Patent Nos. 7,961,402 and 8,211,699.

多能性細胞、例えばhESまたはiPS細胞、および多能性細胞から導出された細胞の
凝集懸濁培養を生成するための本明細書に記載の方法は、実質的に、2007年2月23
日に出願された表題がCompositions and methods for c
ulturing differential cellsであるPCT/US2007
/062755、および2008年10月20日に出願された表題がMethods a
nd compositions for feeder-free pluripot
ent stem cell media containing human ser
umであるPCT/US2008/080516に記載されている通りである。
The methods described herein for generating aggregated suspension cultures of pluripotent cells, e.g., hES or iPS cells, and cells derived from pluripotent cells, are substantially as described in the publication of US Pat. No. 6,333,363 issued Feb. 23, 2007.
The application, entitled Compositions and Methods for Compositions of Compounds, was filed on
ulturing differentiating cells PCT/US2007
/062755, and the application filed on October 20, 2008, entitled Methods a
nd compositions for feeder-free pluripot
ent stem cell media containing human ser
um, as described in PCT/US2008/080516.

本明細書に記載される方法は、例えば、Geron Corporationに帰属す
る、Bodnarらへの米国特許第6,800,480号に記載のように、培養容器を細
胞外基質で先ずコーティングすることによって促進することができる。他の多能性幹細胞
、例えばhESおよびiPS細胞を培養するための他の方法と同様に、この方法は、実質
的に2008年10月20日に出願された表題がMethods and compos
itions for feeder-free pluripotent stem
cell media containing human serumである米国特許
出願PCT/US2008/080516に記載されるように、可溶性ヒト血清を使用し
て培養することができる。
The methods described herein can be facilitated by first coating the culture vessel with an extracellular matrix, for example, as described in U.S. Patent No. 6,800,480 to Bodnar et al., assigned to Geron Corporation. As with other methods for culturing other pluripotent stem cells, e.g., hES and iPS cells, this method is substantially similar to that described in U.S. Patent No. 6,800,480, filed Oct. 20, 2008, entitled Methods and Compositions, and entitled "Cell Culture Methods for pluripotent stem cells," which is incorporated herein by reference in its entirety.
ions for feeder-free pluripotent stem
The cells can be cultured using soluble human serum as described in US patent application PCT/US2008/080516, which is entitled "Cell Media Containing Human Serum."

本明細書に記載される方法は、Wisconsin Alumni Research
Foundation(WARF)に帰属する、Thomson,J.への米国特許第
7,005,252号に記載されるように、線維芽細胞フィーダー層だけ以外の供給源か
ら供給される、外部から加えられた線維芽細胞成長因子(FGF)によって促進すること
ができる。
The methods described herein are based on the Wisconsin Alumni Research
As described in U.S. Patent No. 7,005,252 to Thomson, J., assigned to the Ware Foundation (WARF), exogenous fibroblast growth factor (FGF) can be provided from sources other than solely a fibroblast feeder layer.

回転の最初の約24時間の間に、互いに付着した単細胞は細胞凝集体を形成し、RNA
の単離と分析のために十分な細胞試料をとった。細胞凝集体は、直径が約60ミクロンか
ら120ミクロンであった。iPS細胞試料を回転プラットホームに置いてから約1日(
または24時間)後に、培養に、1:5000希釈のITS、アクチビンA(100~2
00ng/mL)、およびWnt3a(50~100ng/mL)を含有するRPMI+
0.2容量/容量%FBSを約1日間(0日目から1日目まで)およびさらなる1日間、
またはWnt3aのないこと以外は同じ培地で(1日目から2日目)与えた。RNAの単
離および分析のために毎日の細胞試料をとった。2日間の分化の後、培養に、1:100
0希釈のITS、KGF(またはFGF7、25ng/mL)およびTGFβ阻害剤no
.4(2.5μM)を含有するRPMI+0.2容量/容量%FBSを1日間(または2
4時間、2日目から3日目まで)与えた。次の2日間(3日目から5日目)、TGFβ阻
害剤を培地から除いたこと以外は同じ成長因子カクテル培地をiPS細胞凝集懸濁液に与
えた。再び、このステージ(ステージ2または5日目)の終わりに、RNA単離のために
細胞試料をとった。ステージ3(5日目から8日目)については、TTNPB[4-[E
-2-(5,6,7,8-テトラヒドロ-5,5,8,8-テトラメチル-2-ナフタレ
ニル)-1-プロペニル]安息香酸](3nM)、KAAD-シクロパミン(0.25μ
Μ)およびノギン(50ng/mL)を含有するDMEM+1容量/容量%B27補助剤
に細胞培養培地を代えた。再び、このステージ(ステージ3または8日目)の終わりに、
RNAの単離と分析のために細胞試料をとった。ステージ4(8日目から14日目)につ
いては、ノギン(50ng/mL)、KGF(50ng/mL)およびEGF(50ng
/mL)を含有するDMEM+1容量/容量%B27補助剤に培地を代えた。再び、ステ
ージ4(または14日目)の終わりに、RNAの単離と分析のために細胞試料をとった。
During the first approximately 24 hours of rotation, the single cells that were attached to each other formed cell aggregates, and the RNA
Sufficient cell samples were obtained for isolation and analysis of iPS cells. The cell aggregates were approximately 60 to 120 microns in diameter. The iPS cell samples were placed on a rotating platform for approximately 1 day (
or 24 hours later, the cultures were treated with 1:5000 dilution of ITS, activin A (100-2
RPMI+ containing 0.000 ng/mL), and Wnt3a (50-100 ng/mL)
0.2% vol/vol FBS for approximately 1 day (day 0 to day 1) and for an additional day;
or in the same medium (days 1 to 2) but without Wnt3a. Daily cell samples were taken for RNA isolation and analysis. After 2 days of differentiation, cultures were treated with 1:100
0 dilution of ITS, KGF (or FGF7, 25 ng/mL) and TGFβ inhibitor no
RPMI + 0.2% volume/volume FBS containing .4 (2.5 μM) for 1 day (or 2
For the next 2 days (days 3 to 5), the iPS cell aggregate suspension was fed with the same growth factor cocktail medium except that the TGFβ inhibitor was omitted from the medium. Again, at the end of this stage (stage 2 or day 5), cell samples were taken for RNA isolation. For stage 3 (days 5 to 8), TTNPB[4-[E
-2-(5,6,7,8-tetrahydro-5,5,8,8-tetramethyl-2-naphthalenyl)-1-propenyl]benzoic acid] (3 nM), KAAD-cyclopamine (0.25 μ
The cell culture medium was replaced with DMEM + 1% v/v B27 supplement containing 500 mM NaCl (50 ng/mL) and Noggin (50 ng/mL). Again, at the end of this stage (stage 3 or day 8),
Cell samples were taken for RNA isolation and analysis. For stage 4 (days 8 to 14), noggin (50 ng/mL), KGF (50 ng/mL) and EGF (50 ng/mL) were administered.
The medium was replaced with DMEM containing 1000 mM NaCl + 1% v/v B27 supplement (1 mL/mL). Again, at the end of stage 4 (or day 14), cell samples were taken for RNA isolation and analysis.

分化中の様々なマーカー遺伝子の遺伝子発現を測定するために、リアルタイムPCRを
実施した。特異的マーカーまたは遺伝子の遺伝子発現は、ハウスキーピング遺伝子、サイ
クロフィリンGおよびTATA結合タンパク質(TBP)発現の平均発現レベルに先ず標
準化した。標準化した相対的な遺伝子発現は、未分化iPS細胞での発現レベルに対して
棒グラフに次に表示させ、したがって様々な分化マーカーの上方制御倍率を表す。OCT
4については、データセットで最低の試料(14日目)を設定するために遺伝子発現を標
準化し、したがって分化中の下方制御倍率を表す。
Real-time PCR was performed to measure gene expression of various marker genes during differentiation. Gene expression of specific markers or genes was first normalized to the average expression levels of housekeeping genes, cyclophilin G and TATA binding protein (TBP) expression. The normalized relative gene expression was then displayed in a bar graph against the expression levels in undifferentiated iPS cells, thus representing the fold upregulation of various differentiation markers. OCT
For 4, gene expression was normalized to set the lowest sample in the data set (day 14) and therefore represents fold downregulation during differentiation.

図2A~Lは、未分化iPS細胞中の同じ遺伝子の発現レベルと比較した、同定された
遺伝子(例えば、Oct4、Brachyury、Cer1、GSC、FOXA2、FO
XA1、HNF6、PDX1、PTF1A、NKX6.1、NGN3およびINS)の相
対的な遺伝子発現を示す棒グラフである。遺伝子の発現レベルをハウスキーピング遺伝子
(対照)のセットに標準化し、2つの異なる時点で遺伝子発現レベルを比較することは、
その遺伝子または発現マーカーの上方制御か下方制御があることを示した。OCT4(図
2A)については、遺伝子発現を標準化し、最低レベルの発現の試料は1に設定した(1
4日目)。したがって、図2Aによって示されるように、OCT4の相対的な発現レベル
は、分化中(X軸、ステージ0から4、または0日目から14日目)の下方制御倍率(y
軸)を表す。
2A-L show the expression levels of identified genes (e.g., Oct4, Brachyury, Cer1, GSC, FOXA2, FO) compared to the expression levels of the same genes in undifferentiated iPS cells.
1 is a bar graph showing the relative gene expression of the following genes (HNF6, PDX1, PTF1A, NKX6.1, NGN3, and INS):
The results showed that the gene or expression marker was either up-regulated or down-regulated. For OCT4 (Figure 2A), gene expression was normalized and the sample with the lowest level of expression was set to 1 (1
Thus, as shown by FIG. 2A, the relative expression level of OCT4 was correlated with the fold downregulation (y axis) during differentiation (stages 0 to 4 or days 0 to 14).
axis).

図2Aに示すように、OCT4(POU5F1)は未分化iPS細胞において高レベル
で発現され、分化中(0日目から14日目)に以降の下方制御を示す。14日目までには
、OCT4発現レベルは未分化細胞で観察される発現レベルから3000倍を超えて減少
した。対照的に、最初の2日間(1日目および2日目)中にbrachyury遺伝子(
BRACHYURY、図2B)発現の一過性の上方制御があった。brachyuryの
一過性の上方制御は、アクチビンAおよびwnt3aの適用による多能性/iPS細胞の
内胚葉系中胚葉への誘導された分化の結果であった。3日目のステージ1の終わりまでの
CER1、GSCおよびFOXA2の上方制御によって示されるように(図2C~E)、
内胚葉系中胚葉はアクチビンAへの連続曝露によって2日目および3日目の間に胚体内胚
葉にさらに分化した。分化の6日目までのFOXA1の上方制御、FOXA2発現の維持
ならびにCER1およびGSCの下方制御によって示されるように(図2C~F)、ステ
ージ2の間に、胚体内胚葉は腸管内胚葉に分化するようにさらに誘導された。8日目まで
のHNF6およびPDX1の上方制御によって示されるように(図2G~H)、ステージ
3の間、レチノイド、シクロパミンおよびノギンへの曝露の結果、腸管内胚葉は後部前腸
/PDX1発現内胚葉に分化するようにさらに誘導された。14日目までのPTF1A、
NKX6-1、NGN3およびINSの上方制御によって示されるように(図2I~L)
、ステージ4の間、KGFおよびEGFへの曝露の結果、後部前腸/PDX1発現内胚葉
は、膵臓前駆体、内分泌前駆体およびホルモン発現内分泌細胞に分化するようにさらに誘
導された。
As shown in Figure 2A, OCT4 (POU5F1) is expressed at high levels in undifferentiated iPS cells and shows subsequent downregulation during differentiation (days 0 to 14). By day 14, OCT4 expression levels had decreased more than 3000-fold from those observed in undifferentiated cells. In contrast, the brachyury gene (
There was a transient upregulation of expression of BRACHYURY (Fig. 2B). The transient upregulation of brachyury was the result of directed differentiation of pluripotent/iPS cells to mesoendoderm by application of activin A and wnt3a. As shown by the upregulation of CER1, GSC and FOXA2 by the end of stage 1 on day 3 (Fig. 2C-E).
Endodermal mesoderm was further differentiated into definitive endoderm during days 2 and 3 by continued exposure to Activin A. During stage 2, definitive endoderm was further induced to differentiate into gut endoderm, as indicated by upregulation of FOXA1, maintenance of FOXA2 expression and downregulation of CER1 and GSC by day 6 of differentiation (FIG. 2C-F). During stage 3, exposure to the retinoids, Cyclopamine and Noggin, further induced gut endoderm to differentiate into posterior foregut/PDX1-expressing endoderm, as indicated by upregulation of HNF6 and PDX1 by day 8 (FIG. 2G-H).
As indicated by upregulation of NKX6-1, NGN3, and INS ( Fig. 2I-L ).
During stage 4, exposure to KGF and EGF resulted in the posterior foregut/PDX1-expressing endoderm being further induced to differentiate into pancreatic precursors, endocrine precursors and hormone-expressing endocrine cells.

(実施例2)
Rhoキナーゼ阻害剤は、iPS細胞の成長、生存、増殖および細胞間接着を促進する
様々なhESおよびiPS細胞系を分化させる方法は、実質的にここで、および実施例
1に記載される通りである。分化の間の成長、生存、増殖および細胞間接着を増強および
促進するために、ステージ1、2、3、4および5について記載される培養条件に加えて
、アポトーシス阻害剤および/またはRhoキナーゼもしくはROCK阻害剤を培地に加
えた。一般的に約10μΜのRhoキナーゼ阻害剤、例えばY-27632を、各ステー
ジで細胞培養に加えた。あるいは、少なくともステージ1および2、ならびにステージ4
および5、またはその任意の組合せでRhoキナーゼ阻害剤を加えた。分化したiPS懸
濁液(凝集体)細胞培養の形態および遺伝子マーカー発現プロファイルは、hES細胞か
ら導出された懸濁細胞培養のそれに実質的に類似する。
Example 2
Rho Kinase Inhibitors Promote iPS Cell Growth, Survival, Proliferation and Cell-Cell Adhesion Methods for differentiating various hES and iPS cell lines are substantially as described herein and in Example 1. In addition to the culture conditions described for stages 1, 2, 3, 4 and 5, apoptosis inhibitors and/or Rho kinase or ROCK inhibitors were added to the medium to enhance and promote growth, survival, proliferation and cell-cell adhesion during differentiation. Typically, about 10 μM of a Rho kinase inhibitor, such as Y-27632, was added to the cell culture at each stage. Alternatively, at least stages 1 and 2, and stage 4 were added to the medium.
and 5, or any combination thereof, a Rho kinase inhibitor was added. The morphology and gene marker expression profile of differentiated iPS suspension (aggregate) cell cultures are substantially similar to that of suspension cell cultures derived from hES cells.

図3および4は、それぞれステージ4と5からのiPS細胞培養の免疫細胞化学(IC
C)を示す。図3は、PDX1/NKX6.1同時陽性細胞を含むPDX1陽性膵臓内胚
葉(膵臓上皮または膵臓前駆体とも呼ばれる)を特徴とする典型的な遺伝子マーカーを発
現する、ステージ4からの細胞凝集体を示す。図3に示されていないが、ステージ4細胞
は、インスリン(INS)、グルカゴン(GCG)、ソマトスタチン(SST)および膵
臓ポリペプチド(PP)などのステージ5細胞の特色をより示すホルモン分泌タンパク質
または遺伝子マーカーを発現しない。図4は、ステージ5からのホルモン発現細胞の細胞
凝集体を示す。これらのICC結果は、QPCRを使用してさらに確認された。しかし、
QPCRは試料または細胞培養で発現されるRNAの全レベルの全集団研究であるので、
それは任意の1つの細胞が複数のマーカーを発現することを確定的に示すことができない
3 and 4 show immunocytochemistry (IC) of iPS cell cultures from stages 4 and 5, respectively.
FIG. 3 shows cell aggregates from stage 4 expressing typical gene markers characteristic of PDX1 positive pancreatic endoderm (also called pancreatic epithelium or pancreatic precursors) including PDX1/NKX6.1 co-positive cells. Although not shown in FIG. 3, stage 4 cells do not express hormone secretory proteins or gene markers more characteristic of stage 5 cells such as insulin (INS), glucagon (GCG), somatostatin (SST) and pancreatic polypeptide (PP). FIG. 4 shows cell aggregates of hormone expressing cells from stage 5. These ICC results were further confirmed using QPCR. However,
Because QPCR is a population-wide study of the total levels of RNA expressed in a sample or cell culture,
It cannot definitively show that any one cell expresses multiple markers.

(実施例3)
IPS導出膵臓前駆体の封入
現在まで、iPS細胞の生成方法およびiPS細胞の生成のための供給源が報告されて
いる。しかし、特定の疾患、例えば糖尿病を処置するための細胞療法での潜在的使用のた
めの、任意の機能する分化細胞への任意のiPS細胞の分化に関する十分な記載がない。
Example 3
Encapsulation of IPS-derived pancreatic precursors To date, methods for generating iPS cells and sources for generating iPS cells have been reported. However, there is no sufficient description of the differentiation of any iPS cells into any functional differentiated cells for potential use in cell therapy to treat certain diseases, such as diabetes.

ヒトiPS細胞から導出されたステージ4のPDX1陽性の膵臓内胚葉または膵臓前駆
細胞培養が、グルコース感受性インスリン分泌細胞にin vivoで発達および成熟す
ることが完全に可能かどうか判定するために、実質的に実施例1および2に記載のような
膵臓前駆体集団を、2009年11月13日に出願された米国特許出願12/618,6
59、表題ENCAPSULATION OF PANCREATIC LINEAGE
CELLS DERIVED FROM HUMAN PLURIPOTENT ST
EM CELLS;ならびに米国特許第7,534,608号および第7,695,96
5号、表題METHODS OF PRODUCING PANCREATIC HOR
MONESに記載のものに実質的に類似のマクロ封入デバイスに加えた。簡潔には、実質
的に約3×10細胞数を有する、5-10-20μLの重力沈殿細胞懸濁凝集体を各デ
バイスに加えた。
To determine whether stage 4 PDX1 positive pancreatic endoderm or pancreatic progenitor cell cultures derived from human iPS cells are fully capable of developing and maturing in vivo into glucose sensitive insulin secreting cells, pancreatic progenitor populations substantially as described in Examples 1 and 2 were cultured in the U.S. Pat. App. No. 12/618,618, filed Nov. 13, 2009, and subsequently purified to 100% PBSC.
59. Title ENCAPSULATION OF PANCREATIC LINEAGE
CELLS DELIVERED FROM HUMAN PLURIPOTENT ST
EM CELLS; and U.S. Pat. Nos. 7,534,608 and 7,695,96
No. 5, titled METHODS OF PRODUCING PANCREATIC HORSE
The cells were then added to a macroencapsulation device substantially similar to that described in MONES. Briefly, 5-10-20 μL of gravity-settled cell suspension aggregates having a cell count of approximately 3×10 6 were added to each device.

哺乳動物、例えば免疫不全SCID/Bgマウスへの移植のために次にデバイス内の封
入細胞を調製したが、ラット、ブタ、サルまたはヒト患者を含むより大きな動物に移植す
ることができる。封入細胞を移植する方法およびデバイスは、実質的に、米国特許出願第
12/618,659号、米国特許第7,534,608号および第7,695,965
号に記載のものであり、GELFOAMマトリックスに移植され、精巣上体の脂肪パッド
(EFP)の下に移植される膵臓前駆細胞を含む。
The encapsulated cells within the device are then prepared for implantation into a mammal, e.g., an immunodeficient SCID/Bg mouse, but may be implanted into larger animals, including rats, pigs, monkeys, or human patients. The method and device for implanting encapsulated cells is substantially as described in U.S. Patent Application Serial No. 12/618,659, U.S. Patent Nos. 7,534,608 and 7,695,965.
No. 6,333,236, which comprises pancreatic progenitor cells implanted in a GELFOAM matrix and transplanted under the epididymal fat pad (EFP).

これらの研究で免疫抑制は必要でなかったが、デバイス内の前駆体が完全に成熟してグ
ルコースに応答性になるまで、最初の中間期間の間特定の哺乳動物のために免疫抑制が必
要とされることがある。一部の哺乳動物では、免疫抑制レジメンは約1、2、3、4、5
、6週間以上であってもよく、哺乳動物次第である。
Although immunosuppression was not required in these studies, it may be required for certain mammals for an initial intermediate period until the precursors in the device are fully matured and responsive to glucose. In some mammals, the immunosuppression regimen may last for about 1, 2, 3, 4, 5 years.
, 6 weeks or more, depending on the mammal.

移植された細胞は、in vivoで分化させ、さらに成熟させた。例えば移植された
細胞が天然に存在するベータ細胞として正常な生理機能を有するかどうか判定するために
、ヒトCペプチドのレベルの検査によってヒトインスリンのレベルを判定する。ヒトCペ
プチドはヒトプロインスリンから切断または処理され、したがって、内因性マウスCペプ
チドでなくヒトCペプチドの特異的検出は、インスリン分泌が移植された(外因性)細胞
から導出されたことを示す。移植片を有する動物は、それらへのアルギニンまたはグルコ
ース、好ましくはグルコースのボーラス注射によって、2、3または4週ごとにヒトCペ
プチドのレベルを検査する。その後成熟したベータ細胞(分化した多能性iPS細胞から
導出された)は、天然に存在するか内因性のベータ細胞と同様に生理的に機能的であるべ
きで、グルコースに応答性であるべきである。一般的に、50pMまたは平均基礎(閾値
)レベルを上回るヒトCペプチドの量は、移植された前駆体から今ではベータ細胞となっ
たものの機能の指標である。
The transplanted cells were allowed to differentiate and further mature in vivo. For example, human insulin levels are determined by testing the levels of human C-peptide to determine whether the transplanted cells have normal physiological function as naturally occurring beta cells. Human C-peptide is cleaved or processed from human proinsulin, and therefore specific detection of human C-peptide, but not endogenous mouse C-peptide, indicates that insulin secretion is derived from the transplanted (exogenous) cells. The animals with the transplants are tested for human C-peptide levels every 2, 3 or 4 weeks by injecting them with a bolus of arginine or glucose, preferably glucose. The mature beta cells (derived from differentiated pluripotent iPS cells) should then be physiologically functional and responsive to glucose, similar to naturally occurring or endogenous beta cells. In general, amounts of human C-peptide above 50 pM or the average basal (threshold) level are indicative of the function of what are now beta cells from the transplanted precursors.

Kroonら(2008)、前掲、米国特許出願12/618,659、米国特許第7
,534,608号;第7,695,965号および第7,993,920号に記載のも
のと同様に、hIPS細胞から導出された封入膵臓前駆体は、天然に存在する島のそれと
同様の内分泌、腺房および管細胞を有する、機能する膵島クラスターに成熟することが予
想される。移植前のhIPS細胞から導出された精製または濃縮された膵臓前駆体も、機
能する膵島に成熟および発達し、in vivoでインスリンを生成することも予期され
る。様々な分化した細胞集団を精製、濃縮するための特定の実施形態は、2008年4月
8日に出願された米国特許出願12/107,020、表題METHODS FOR P
URIFYING ENDODERM AND PANCREATIC ENDODER
M CELLS DERIVED FROM HES CELLS、現在の米国特許第8
,338,170号にさらに詳細に記載される。低温保存されたhIPS細胞から導出さ
れた膵臓前駆体を移植の前に解凍し、培養に適合させることができ、したがって、in
vivoで成熟してインスリンを生成することができることがさらに予期される。hIP
S細胞から導出された移植された膵臓前駆体を有する糖尿病誘導動物では、低血糖を改善
することができる。
Kroon et al. (2008), supra, U.S. Patent Application 12/618,659, U.S. Pat.
Encapsulated pancreatic progenitors derived from hIPS cells are expected to mature into functioning pancreatic islet clusters with endocrine, acinar and ductal cells similar to those of naturally occurring islets, as described in U.S. Pat. Nos. 5,534,608; 7,695,965 and 7,993,920. Purified or enriched pancreatic progenitors derived from hIPS cells prior to transplantation are also expected to mature and develop into functioning pancreatic islets and produce insulin in vivo. Specific embodiments for purifying and enriching various differentiated cell populations are described in U.S. patent application Ser. No. 12/107,020, entitled METHODS FOR PARTICULAR PREPARING, filed Apr. 8, 2008.
URIFYING ENDORM AND PANCREATIC ENDORM
M CELLS DERIVED FROM HES CELLS, now U.S. Pat.
Pancreatic progenitors derived from cryopreserved hIPS cells can be thawed and culture-adapted prior to transplantation, thus allowing for in vivo transplantation.
It is further expected that hIP can mature in vivo to produce insulin.
Hypoglycemia can be ameliorated in diabetic-induced animals with transplanted pancreatic progenitors derived from S cells.

要約すると、マクロ封入デバイス中のhIPS細胞から導出された完全封入膵臓前駆細
胞は、生理的に機能的な膵島に成熟し、in vivoでグルコースに応答してインスリ
ンを生成することが予想される。
In summary, fully encapsulated pancreatic progenitor cells derived from hIPS cells in macroencapsulation devices are expected to mature into physiologically functional pancreatic islets and produce insulin in response to glucose in vivo.

(実施例4)
膵臓前駆体およびホルモン分泌細胞組成物
それぞれ表6a、6bおよび7に示すように、フローサイトメトリーを用いて、分化し
たhIPS細胞集団を、PDX1陽性の膵臓内胚葉または膵臓前駆細胞(ステージ4);
および内分泌または内分泌前駆/先駆細胞(ステージ5)のそれらの含有量について分析
した。表6bは表6aのそれと同じデータセットであるが、比較のために表10のそれと
同様に提示する。全体のPDX1+およびNKX6.1+数はNKX6.1+/PDX1
+/CHGA-細胞集団(表6aの第5列)のそれと重複するので、表6a集団は互いと
重複する、例えば全細胞数は100%を超える。表6bはPDX1+だけおよび三重陰性
(残留)データを含み、それは表6aでは示されない。in vivo機能を判定するた
めに、これらのiPEC移植片の特定のもの、ならびに実質的に類似の処方を使用する他
のものを動物に移植したが、ヒト血清Cペプチドのレベルは任意の潜在的治療目的のため
に十分に頑強でなかった(データは示さず)。示す値は、所与の集団に属する全細胞の百
分率である。懸濁細胞凝集体中にある膵臓前駆体(NKX6.1(+)/PDX1(+)
/クロモグラニンA(-))の数およびNKX6.1+/PDX1-/CHGA-の非常
に小さい集団は、hES細胞から導出された膵臓前駆細胞懸濁凝集体で観察されたものと
一貫し、2008年11月4日に出願された米国特許出願12/264,760、表題S
TEM CELL AGGREGATE SUSPENSION COMPOSITIO
NS AND METHODS OF DIFFERENTIATION THEREO
Fに記載の通り、ESCステージで凝集した。内分泌物および/または内分泌前駆/先駆
細胞のレベルも、2008年4月8日に出願された米国特許出願12/107,020、
表題METHODS FOR PURIFYING ENDODERM AND PAN
CREATIC ENDODERM CELLS DERIVED FROM HES
CELLS中のhES導出細胞培養で得られたものと実質的に一貫していた。hES導出
細胞懸濁凝集体と同様に、分化の特定のステージ(例えば、ステージ4)で培地中の異な
る成長因子の濃度を変化させることは、膵臓内胚葉、内分泌、PDX1陽性の内胚葉また
は非膵臓細胞型の特定の集団を増加および/または減少させるはずである。
Example 4
Pancreatic Progenitor and Hormone-Secreting Cell Composition Using flow cytometry, differentiated hIPS cell populations were classified into PDX1-positive pancreatic endoderm or pancreatic progenitor cells (stage 4), as shown in Tables 6a, 6b, and 7, respectively.
and their content of endocrine or endocrine precursor/progenitor cells (stage 5). Table 6b is the same data set as Table 6a, but presented similarly to Table 10 for comparison. Overall PDX1+ and NKX6.1+ counts were analyzed for NKX6.1+/PDX1
+/CHGA- cell population (column 5 of Table 6a), the Table 6a populations overlap with each other, e.g., total cell counts exceed 100%. Table 6b includes PDX1+ only and triple negative (residual) data, which are not shown in Table 6a. Certain of these iPEC grafts, as well as others using substantially similar formulations, were implanted into animals to determine in vivo function, although human serum C-peptide levels were not robust enough for any potential therapeutic purposes (data not shown). Values shown are the percentage of total cells belonging to a given population. Pancreatic progenitors (NKX6.1(+)/PDX1(+)) in suspended cell aggregates
The number of NKX6.1+/PDX1-/CHGA- cells and the very small population of NKX6.1+/PDX1-/CHGA- cells were consistent with those observed in pancreatic progenitor cell suspension aggregates derived from hES cells, and are described in U.S. patent application Ser. No. 12/264,760, entitled "Patient Cell Lineage Immunoglobulin Gene Expression and Antigen Expression in Human Embryonic Stem Cells," filed Nov. 4, 2008.
TEM CELL AGGREGATE SUSPENSION COMPOSITION
NS AND METHODS OF DIFFERENTIATION THEREO
The levels of endocrine and/or endocrine precursor/progenitor cells were also analyzed in accordance with U.S. Patent Application Serial No. 12/107,020, filed April 8, 2008, and U.S. Pat.
Title: METHODS FOR PURIFYING ENDODERM AND PAN
CREATIC ENDODERM CELLS DELIVERED FROM HES
The results were substantially consistent with those obtained with hES-derived cell cultures in CELLS. As with hES-derived cell suspension aggregates, varying the concentration of different growth factors in the medium at specific stages of differentiation (e.g., stage 4) should increase and/or decrease specific populations of pancreatic endoderm, endocrine, PDX1-positive endoderm or non-pancreatic cell types.

(実施例5)
PEC受容体チロシンキナーゼ
上記の方法は、上記のSchulzら(2012)から変更した下の表8に記載される
ものと実質的に同じである。本明細書に記載されるこれらおよび他の方法は、米国特許第
7,964,402号;第8,211,699号;第8,334,138号;第8,00
8,07号;および第8,153,429号を含む、出願人の多くの特許および非特許公
開文書に見出すことができる。
Example 5
PEC Receptor Tyrosine Kinase The above methods are substantially the same as those described in Table 8 below, which has been adapted from Schulz et al. (2012) supra. These and other methods described herein are not to be construed as limiting the scope of the present invention, but are instead intended to be illustrative, not limiting, and are not intended to limit the scope of the present invention.
Nos. 8,071,825; and 8,153,429.

動物に移植されたiPS細胞および膵臓前駆体に上の方法を適用したとき、同じ方法を
hESCおよびhES導出膵臓前駆体に適用したときと比較して、出願人は同じ頑強なi
n vivo機能を一貫して得たとは限らない。iPS細胞がhESCの形態および遺伝
子発現パターンを有し、in vitroで胚様体およびin vivoでテラトーマを
形成することができるヒト多能性幹細胞であり、それらが全ての3つの胚葉から細胞を形
成することができることを示していることを考慮すると、これは意外であった。少なくと
も、例えばYuら(2007);米国特許出願公開第2009/0047263号、国際
特許出願公開WO2005/80598;米国特許出願公開第2008/0233610
号;および国際特許出願公開WO2008/11882、上記を参照。これらの参考文献
は、iPS細胞がESCの定義基準を満たすことを記載する。したがって、完全に機能す
るグルコース応答性細胞にin vivoでさらに成熟および発達する、hESから導出
された膵臓前駆細胞を与えるin vitro分化プロトコルにおいて、iPS細胞がE
SCの代用となることができることが予想される。しかし、上の方法を使用する一貫しな
いin vivo機能データを考慮し、出願人は、膵臓前駆体および/または膵臓内胚葉
細胞(PEC)、すなわち、hESCから導出されたPECで一貫して観察されているi
n vivo機能の実質的に類似の頑強なレベルを提供することが可能であるhiPSC
(または「iPEC」)からのステージ4導出細胞に特異である分化培地処方を探索しよ
うと努めた。
When applying the above methods to iPS cells and pancreatic progenitors implanted in animals, Applicants observed the same robust iPS cell proliferation and differentiation, as compared to applying the same methods to hESCs and hES-derived pancreatic progenitors.
However, iPS cells have not consistently obtained in vivo function. This was surprising given that iPS cells are human pluripotent stem cells that have hESC morphology and gene expression patterns and can form embryoid bodies in vitro and teratomas in vivo, demonstrating that they can generate cells from all three germ layers. See, at least, e.g., Yu et al. (2007); U.S. Patent Application Publication No. 2009/0047263; International Patent Application Publication No. WO 2005/80598; U.S. Patent Application Publication No. 2008/0233610.
and International Patent Application Publication No. WO 2008/11882, supra. These references describe that iPS cells meet the defining criteria of ESCs. Thus, it has been shown that iPS cells can be used as ESCs in an in vitro differentiation protocol that provides hES-derived pancreatic progenitor cells that further mature and develop in vivo into fully functional glucose-responsive cells.
However, in light of the inconsistent in vivo functional data using the above methods, Applicants believe that the iPSCs may be a surrogate for SCs, as has been consistently observed with pancreatic precursor and/or pancreatic endoderm cells (PECs), i.e., PECs derived from hESCs.
hiPSCs capable of providing substantially similar and robust levels of in vivo function
In this study, we sought to explore a differentiation media formulation that is specific for stage 4 derived cells from iPECs.

出願人は、PECに存在する内分泌(CHGA+細胞)細胞が多ホルモン内分泌細胞で
あり、in vivoでグルコース応答性インスリン分泌細胞を有する島を生成するPE
C中の細胞の亜集団でないことを前に報告した。上記Kellyら(2011)を参照す
る。むしろ、それは、非内分泌細胞集団(CHGA-細胞)、特に、in vivoで機
能する島を実際に生成するPECであると考えられている、NKX6.1およびPDX-
1を同時発現するものである。したがって、出願人は、内分泌および非内分泌亜集団の相
対比をモジュレートするか、変化させるか、シフトすることが、後のin vivo機能
に影響を及ぼすかどうかを探索した。
Applicants have demonstrated that endocrine (CHGA+ cells) cells present in PEC are multihormonal endocrine cells and that PECs can be used to generate islets with glucose-responsive insulin-secreting cells in vivo.
We have previously reported that the NKX6.1 and PDX-, which are thought to be the PECs that actually generate functioning islets in vivo, are not a subpopulation of cells in C. pleiotropic ovarian hyperplasia (CHD). See Kelly et al. (2011) supra. Rather, it is a non-endocrine cell population (CHGA-cells), specifically the NKX6.1 and PDX-, which are believed to be the PECs that actually generate functioning islets in vivo.
1. Applicants therefore explored whether modulating, altering or shifting the relative ratios of endocrine and non-endocrine subpopulations would affect subsequent in vivo function.

hESCで受容体-リガンドシグナル伝達を解読する以前の努力は、自己複製を促進す
る成長因子の同定に成功を収め、規定の培地培養条件の開発を可能にした。上記Wang
ら(2007)を参照する。Wangらは、ERBB3に結合してERBB2との二量体
化を誘導し、その場面でhESCの自己複製に影響を及ぼすリガンドとしてヘレグリン-
1βを同定した。ERBBは受容体チロシンキナーゼ(RTK)であり、RTKは、成長
因子および他の細胞外シグナル伝達分子の受容体として作用する、広く発現される膜貫通
タンパク質である。リガンド結合の結果、それらは細胞質テール中の特定の残基でチロシ
ンリン酸化を受け、RTK媒介シグナル伝達に関与する他のタンパク質基質の結合のため
のシグナル伝達カスケードを始動する。細胞の生存、増殖および運動性の調節を含むいく
つかの発達過程におけるRTK機能、およびがん形成でのそれらの役割は文書で十分に立
証されている。ERBBチロシンキナーゼ受容体は、発達中の胎児のヒト膵臓全体で発現
されることも知られていたが、特定のERBB受容体およびそれらのリガンドの特異的役
割は知られていない。Mari-Anne Huotariら(2002)ERBB S
ignaling Regulates Lineage Determination
of Developing Pancreatic Islet Cells in
Embryonic Organ Culture、Endocrinology 1
43(11):4437~4446頁を参照。
Previous efforts to decipher receptor-ligand signaling in hESCs have been successful in identifying growth factors that promote self-renewal, allowing the development of defined media culture conditions.
(2007). Wang et al. have identified heregulin-β as a ligand that binds to ERBB3 and induces dimerization with ERBB2, thereby affecting hESC self-renewal.
ERBB is a receptor tyrosine kinase (RTK), a widely expressed transmembrane protein that acts as a receptor for growth factors and other extracellular signaling molecules. Upon ligand binding, they undergo tyrosine phosphorylation at specific residues in their cytoplasmic tails, initiating a signaling cascade for the binding of other protein substrates involved in RTK-mediated signaling. RTK functions in several developmental processes, including regulation of cell survival, proliferation and motility, and their role in cancer formation are well documented. ERBB tyrosine kinase receptors were also known to be expressed throughout the developing fetal human pancreas, but the specific roles of particular ERBB receptors and their ligands are unknown. Mari-Anne Huotari et al. (2002) ERBB S
Ignaling Regulates Lineage Determination
of Developing Pancreatic Islet Cells in
Embryonic Organ Culture, Endocrinology 1
43(11):4437-4446.

上記Wangら(2007)によって実証される胎児のヒト膵臓での多能性幹細胞の自
己複製およびそれらの発現、ならびにヒト胎児膵臓でのERBB RTK発現でのERB
B RTKシグナル伝達の役割のために、次に出願人は、分化の間のPEC特定化、また
は自己複製の促進による増大、または生理的に機能する島ホルモン分泌細胞へのin v
ivo成熟を促進するいくつかの他の未知の機構を向上させる可能性がある受容体および
リガンドを同定する努力の中で、hESCから導出されたin vitroの膵臓内胚葉
細胞(PEC)でRTKの潜在的な活性化の調査に取りかかった。以下の変更を除いて実
質的に表8に記載のように、分化凝集体の懸濁液でPECを生成した。
The self-renewal of pluripotent stem cells in the fetal human pancreas and their expression as demonstrated by Wang et al. (2007) above, and the expression of ERB in ERBB RTK in the human fetal pancreas.
Because of the role of BRTK signaling, Applicants next hypothesize that BRTK signaling may be involved in PEC specification during differentiation, or in expansion by promoting self-renewal, or in vivo expression into physiologically functioning islet hormone-secreting cells.
In an effort to identify receptors and ligands that may enhance some other unknown mechanism that promotes in vivo maturation, we set out to investigate the potential activation of RTKs in in vitro pancreatic endoderm cells (PECs) derived from hESCs. PECs were generated in suspension of differentiating aggregates substantially as described in Table 8, with the following modifications.

RTKブロット分析のために、4つのPEC試料を生成した。db-N50 K50
E50でのPEC凝集体の「定常状態」試料を、ステージ4の終わり(またはd13)に
収集した。「絶食させた」試料は、db(DMEM高グルコースまたは0.5×B-27
補助剤(Life Technologies)を追加したDMEM高グルコース)培地
だけ(成長因子なし)を与え、d13に収集した、d12PEC凝集体を表した。2つの
「パルス投与」試料は、d12にdb培地を与えてそこで培養し、次にd13に、収集す
る前に15分間、db-K50 E50培地または2%FBS含有db培地のいずれかを
与えた。そのような条件は、ステージ4条件で活性であったRTKの検出、ならびにKG
F、EGFおよびインスリン(B27補助剤に存在する)または血清のパルス投与でどの
ような応答を導き出すことができるか検出することを意図した。血清パルス投与は、PE
Cに存在し、本ステージ4条件で活性化することができるが刺激されないRTKを潜在的
に同定する、広域な成長因子刺激を意図した。
Four PEC samples were generated for RTK blot analysis: db-N50 K50
"Steady-state" samples of PEC aggregates at E50 were collected at the end of stage 4 (or d13). "Fasted" samples were cultured in db (DMEM high glucose or 0.5xB-27
The samples represented d12 PEC aggregates that were fed with DMEM high glucose supplemented with supplements (Life Technologies) medium alone (no growth factors) and harvested on d13. Two "pulse" samples were fed and cultured in db medium on d12, then fed with either db-K50 E50 medium or db medium containing 2% FBS for 15 minutes on d13 before harvesting. Such conditions allowed for the detection of RTKs that were active in stage 4 conditions, as well as KG
The aim of the study was to discover what kind of response could be elicited by pulsing with PE, EGF and insulin (present in the B27 supplement) or serum.
We aimed to subject C to broad-spectrum growth factor stimulation, potentially identifying RTKs that are present in C and can be activated but not stimulated in this stage 4 condition.

RTK分析は、事実上前掲のWangら(2007)で前に記載される通りに実施した
。簡潔には、Proteome Profiler(商標)ヒトホスホRTK抗体アレイ
(R&D Sysytems)を、製造業者の指示通りに使用した。1%NP-40、2
0mMトリス-HCl(pH8.0)、137mM NaCl、10%グリセロール、2
.0mM EDTA、1.0mMオルトバナジウム酸ナトリウム、10μg/mLアプロ
チニン、および10μg/mLロイペプチンでタンパク質溶解物を調製した。500μg
の新鮮なタンパク質溶解物を、42個の抗RTK抗体および5つの陰性対照抗体のための
重複スポット、ならびに8つの抗ホスホチロシン陽性対照スポットの点在するニトロセル
ロース膜と一晩インキュベートした(図5A)。配列された抗体はリン酸化および非リン
酸化RTKの細胞外ドメインを捕捉し、結合したホスホRTKは、化学発光を使用して西
洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)にコンジュゲートされた汎抗ホスホチロシン抗体で
検出される。RTKアレイレイアウトについては図5を、ならびにアレイ中のRTKの一
覧については下の表9を参照する。
RTK analysis was performed essentially as previously described in Wang et al. (2007), supra. Briefly, Proteome Profiler™ human phospho-RTK antibody arrays (R&D Systems) were used as per the manufacturer's instructions. 1% NP-40, 2
0 mM Tris-HCl (pH 8.0), 137 mM NaCl, 10% glycerol, 2
Protein lysates were prepared with 0 mM EDTA, 1.0 mM sodium orthovanadate, 10 μg/mL aprotinin, and 10 μg/mL leupeptin.
Fresh protein lysates of 1000 ng/ml were incubated overnight with nitrocellulose membranes dotted with duplicate spots for 42 anti-RTK antibodies and 5 negative control antibodies, as well as 8 anti-phosphotyrosine positive control spots (Figure 5A). The arrayed antibodies capture the extracellular domains of phosphorylated and non-phosphorylated RTKs, and bound phospho-RTKs are detected with a pan-anti-phosphotyrosine antibody conjugated to horseradish peroxidase (HRP) using chemiluminescence. See Figure 5 for the RTK array layout and Table 9 below for a list of RTKs in the array.

RTKブロット(図6A)は、hESCで以前に観察されたものと同様に、インスリン
受容体およびIGF1受容体(それぞれIR、IGF1R)が全ての条件でリン酸化され
、活性化されたことを示した。上記Wangら(2007)参照。EGF受容体(EGF
R、ERBB1としても知られる)は定常状態条件でリン酸化されたが、それはステージ
4培地中のEGFの存在を考慮すると予想されていた。実際、ERBB2の低レベルのリ
ン酸化が、定常状態および絶食条件の両方で検出された。EGFRおよびERBB2の両
方のリン酸化は各パルス投与条件で上昇し、リガンドのパルス投与に応答する活性化を検
出するアッセイの能力を確認した。リン酸化されたVEGFR3も全ての条件で検出され
、パルス投与試料で上昇した。このことは、PECが内因性VEGFR3リガンドを生成
することを示唆し、可能な候補はVEGF-CおよびDであった。血清パルス投与は、低
レベルのERBB3リン酸化を含め、さらなる受容体を活性化するようであった。リン酸
化ERBB2/3の検出は、ヘレグリン様EGFファミリーメンバーがPECでシグナル
伝達を活性化することができることを示唆する。TIE-2は2つのアンギオポエチン受
容体の1つであり、血清に応答して低いレベルでリン酸化されるようであった。アンギオ
ポエチン1およびアンギオポエチン4はTie-2のリガンドを活性化することが公知で
あるが、アンギオポエチン2およびアンギオポエチン3は、場面依存性競合的アンタゴニ
ストとして機能する。HGF受容体(HGFR)も血清パルス投与に応答してリン酸化さ
れ、肝細胞成長因子もPECでシグナル伝達を導き出すことができることを示唆した。最
後に、エフリンB2 RTK(EPHB2)の低レベルのリン酸化が検出されたが、エフ
リン/Ephシグナル伝達は膜結合細胞間シグナル伝達系であり、PEC分化で容易に活
用される可能性はない。興味深いことに、ERBB4はリン酸化されなかった。したがっ
て、RTK分析は、PECでリン酸化されるか、または異なる条件、例えば血清に応答し
てリン酸化することができるいくつかの受容体を鮮明にした。これらの結果は、いくつか
の可溶性リガンドがPECでRTKシグナル伝達を導き出すことができ、細胞の増殖、分
化および/または特定化に潜在的に影響を与え、したがって、機能する膵臓の島への後の
in vivo成熟に潜在的に影響を及ぼすことができることを示唆する。
RTK blots (FIG. 6A) showed that the insulin receptor and IGF1 receptor (IR, IGF1R, respectively) were phosphorylated and activated in all conditions, similar to what was previously observed in hESCs. See Wang et al. (2007) supra. The EGF receptor (EGF
ERBB1) was phosphorylated in steady-state conditions, which was expected given the presence of EGF in stage 4 medium. Indeed, low levels of phosphorylation of ERBB2 were detected in both steady-state and fasted conditions. Phosphorylation of both EGFR and ERBB2 was elevated in each pulsed condition, confirming the ability of the assay to detect activation in response to pulsing of ligand. Phosphorylated VEGFR3 was also detected in all conditions and was elevated in pulsed samples. This suggested that PECs generate endogenous VEGFR3 ligands, with possible candidates being VEGF-C and D. Serum pulsing appeared to activate additional receptors, including low levels of ERBB3 phosphorylation. Detection of phosphorylated ERBB2/3 suggests that heregulin-like EGF family members can activate signaling in PEC. TIE-2 is one of two angiopoietin receptors and appeared to be phosphorylated at low levels in response to serum. Angiopoietin-1 and angiopoietin-4 are known to be activating ligands of Tie-2, whereas angiopoietin-2 and angiopoietin-3 function as scene-dependent competitive antagonists. HGF receptor (HGFR) was also phosphorylated in response to serum pulsing, suggesting that hepatocyte growth factor can also elicit signaling in PEC. Finally, low levels of phosphorylation of ephrinB2 RTK (EPHB2) were detected, but ephrin/Eph signaling is a membrane-bound cell-cell signaling system that may not be readily exploited in PEC differentiation. Interestingly, ERBB4 was not phosphorylated. Thus, RTK analysis highlighted several receptors that are phosphorylated in PEC or can be phosphorylated in response to different conditions, e.g., serum. These results suggest that some soluble ligands can elicit RTK signaling in PECs, potentially affecting cell proliferation, differentiation and/or specification and therefore subsequent in vivo maturation into functioning pancreatic islets.

(実施例6)
ヘレグリンおよびFGF2成長因子は、hESC組成物から導出されたPECに影響を
及ぼす
上の実施例5に記載のように特定の条件下で特定のRTKが活性化(またはリン酸化)
されることを実証したRTK分析を考慮し、かつ、少なくともERBB2およびERBB
3がPECで活性化される(ステージ1~4から13日間の分化後に)ようであったので
、出願人はステージ3および4の細胞に適用したときのヘレグリンの影響を判定しようと
努めた。
(Example 6)
Heregulin and FGF2 growth factors affect PECs derived from hESC compositions. As described in Example 5 above, certain RTKs are activated (or phosphorylated) under certain conditions.
In view of the RTK analysis demonstrating that ERBB2 and ERBB
Because heregulin 3 appeared to be activated in PEC (after 13 days of differentiation from stages 1-4), applicants sought to determine the effect of heregulin when applied to stage 3 and 4 cells.

ヘレグリンおよびFGFを使用して予備研究を実施した。これらの研究の特定のものに
、Rhoキナーゼ阻害剤、Y-27632が含まれた。これらの予備研究は、10ng/
mLヘレグリン-1β(Wangら(2007)に開示されるのと同じ濃度およびヘレグ
リン異性体)によるステージ1での1日間の多能性幹細胞の処置は、ヘレグリン-1β(
Hrg1β)のない懸濁培養でのhES導出細胞凝集体の凝集体サイズと比較して、懸濁
培養でhES導出細胞凝集体の細胞凝集体サイズを増加させた。細胞凝集体サイズの増加
は、動物での後の移植および機能検査のためにより大きな細胞量をもたらす点で有利であ
る。さらに、Hrg1βがステージ3で10ng/mLから50ng/mLに増加したと
き、凝集体ディスクサイズが増加した。この結果は、FGF2の不在下での培養と比較し
て50ng/mLの別の成長因子、FGF2がステージ3で使用されたときも観察された
。細胞凝集体サイズの増加は、ステージ3培養をFGF2曝露にさらなる日数、例えば2
日間と比較して3日間の50ng/mLのFGF2に曝露させたときも観察された。
Preliminary studies were performed using heregulin and FGF. Certain of these studies included the Rho kinase inhibitor, Y-27632. These preliminary studies were performed using 10 ng/mL
Treatment of pluripotent stem cells at stage 1 for 1 day with mL heregulin-1β (same concentration and heregulin isomer as disclosed in Wang et al. (2007)) reduced heregulin-1β (
The results showed that Hrg1β increased the cell aggregate size of hES-derived cell aggregates in suspension culture compared to the aggregate size of hES-derived cell aggregates in suspension culture without Hrg1β. The increase in cell aggregate size is advantageous in providing a larger cell mass for subsequent transplantation and functional testing in animals. Furthermore, when Hrg1β was increased from 10 ng/mL to 50 ng/mL at stage 3, aggregate disk size increased. This result was also observed when 50 ng/mL of another growth factor, FGF2, was used at stage 3 compared to culture in the absence of FGF2. The increase in cell aggregate size was observed when stage 3 cultures were exposed to FGF2 for additional days, e.g., 2 days.
This was also observed when exposed to 50 ng/mL FGF2 for 3 days compared with 1 day.

表10は、ステージ3にHrg1βおよびFGF2で処置したPEC細胞のフローサイ
トメトリー分析の要約を提供する。内分泌細胞はCHGA陽性(またはCHGA+)細胞
と表し、非内分泌細胞はCHGA陰性(またはCHGA-)細胞と表す。内分泌物(CH
GA+)および非内分泌細胞(CHGA-)は、他のマーカーに陽性に染色することがで
き、例えばPDX1および/またはNKX6.1に陽性に染色される。試験したマーカー
のいずれにも染色しない細胞は、三重陰性細胞または残留細胞(CHGA-/NKX6.
1-/PDX1)と表す。
Table 10 provides a summary of flow cytometry analysis of PEC cells treated with Hrg1β and FGF2 at stage 3. Endocrine cells are designated as CHGA positive (or CHGA+) cells, and non-endocrine cells are designated as CHGA negative (or CHGA-) cells.
GA+) and non-endocrine cells (CHGA-) may stain positive for other markers, for example staining positive for PDX1 and/or NKX6.1. Cells that do not stain for any of the markers tested are referred to as triple negative or residual cells (CHGA-/NKX6.
1-/PDX1).

細胞凝集体サイズの増加がPEC亜集団に影響を及ぼすかどうか判定するために、PE
C集団の組成物をフローサイトメトリーによって分析した。細胞を分化するためにHrg
1βおよびFGF2が使用されなかった対照培養と比較して、PEC非内分泌亜集団(C
HGA-)は、ステージ3で10ng/mLのHrg1βの添加により54.01%から
61.2%に増加し、ステージ3で50ng/mLのHrg1βの添加により54.01
%から64.2%に増加した。内分泌亜集団(CHGA+)は、10ng/mLのHrg
1βの処置であまり影響を受けなかったが、50ng/mLでよりそうであった。一方、
残留細胞の相対レベルは減少し、50ng/mLのHrg1βでより減少した。したがっ
て、Hrg1β処置による細胞凝集体サイズの増加は、内分泌および残留亜集団と比較し
て非内分泌亜集団の増加に大部分帰された。
To determine whether the increase in cell aggregate size affects the PEC subpopulation,
The composition of the C population was analyzed by flow cytometry.
Compared to control cultures in which 1β and FGF2 were not used, the PEC non-endocrine subpopulation (C
HGA-) increased from 54.01% to 61.2% with the addition of 10 ng/mL Hrg1β at stage 3, and increased from 54.01% to 61.2% with the addition of 50 ng/mL Hrg1β at stage 3.
The endocrine subpopulation (CHGA+) had an HrgO of 10 ng/mL or higher.
Treatment with 1β had little effect, but more so at 50 ng/mL.
The relative levels of residual cells were reduced, more so at 50 ng/mL Hrg1β, and thus the increase in cell aggregate size with Hrg1β treatment was largely attributable to an increase in non-endocrine subpopulations compared with endocrine and residual subpopulations.

ステージ3培養でのFGF2の影響も同様であったが、Hrg1βのそれよりさらに顕
著であった。例えば、PEC非内分泌亜集団(CHGA-)は、Hrg1βでそうしたよ
うに増加した。これらの培養でのFGF2の主要な影響は、内分泌亜集団の実質的な減少
であった。ある場合には、これらの細胞は、3日間の処置でほとんど検出不能であった(
32.9%から0.33%)。したがって、FGF2で処置した培養の細胞凝集体サイズ
の増加は、非内分泌、一部の場合には残留細胞亜集団の増加に大部分帰された(ステージ
3の3日間で13.1%から22.7%)。
The effects of FGF2 in stage 3 cultures were similar, but more pronounced than those of Hrg1β. For example, the PEC non-endocrine subpopulation (CHGA-) was increased, as was Hrg1β. The major effect of FGF2 in these cultures was a substantial reduction in the endocrine subpopulation. In some cases, these cells were nearly undetectable after 3 days of treatment (
32.9% to 0.33%). Thus, the increase in cell aggregate size in FGF2-treated cultures was largely attributable to an increase in non-endocrine, and in some cases residual, cell subpopulations (13.1% to 22.7% over 3 days at stage 3).

したがって、ヘレグリンおよび/またはFGF2は、PEC集団での細胞の特定化にお
いて役割を果たすようである。多能性幹細胞との関連で使用されるとき、ヘレグリン単独
で細胞更新において役割を果たすと上記のWangら(2007)が報告したことを考慮
すると、これは意外である。
Thus, heregulin and/or FGF2 appear to play a role in cell specification in the PEC population, which is surprising given that Wang et al. (2007), supra, reported that heregulin alone plays a role in cell renewal when used in the context of pluripotent stem cells.

(実施例7)
ヘレグリンによるIPS導出細胞培養の処置によってPECのin vivo移植片機
能を向上させる方法
iPECを生成するためにiPSCに適用したときの表8による方法は、動物で頑強な
invivo機能を提供しなかったので、出願人はiPEC生成のための他の方法を探索
した。表8に示す標準方法の変更には、限定されずに以下のものが含まれる:任意のiP
SCの継代回数の最適化;BMPシグナル伝達のレベルをモジュレートすること;増大お
よび分化の間のiPSC懸濁凝集パラメータをモジュレートすること(例えばせん断力、
回転速度等);成長因子、例えばWnt、アクチビンおよびrhoキナーゼ阻害剤の濃度
、使用時期および使用期間の最適化;ならびに、分化プロトコルの1から4の様々なステ
ージでの、細胞の質量、増殖、分化、生存等を向上させるための候補としての他の成長因
子による処置(例えばERBBリガンド)。ステージ1~4の間のiPSCの分化方法を
どのように最適化することができるか判断するために、これらの多くの反復実験を単独で
、または組合せで検証した。そのような最適化された分化方法は、移植したときに、hE
SCについて観察および報告されたものに類似の頑強なグルコース応答性インスリン分泌
細胞をin vivoでもたらしたiPEC集団を生成する。下の表11は、後にin
vivoでグルコース応答性島細胞に成熟したiPECにiPSCを分化させることが実
証された、ヘレグリンの有る無しのベースライン条件を記載する。ベースライン条件は、
ヘレグリンがステージ3および4で加えられたこと以外、本明細書の実施例1、2および
5ならびに表8に記載されるものに類似していた。30ng/mLのΗrg1βを使用し
たが、10ng/mLから50ng/mLの濃度、または50ng/mLを超える濃度で
さえも適する。さらに、実施例2に記載の通り、Rhoキナーゼ阻害剤、Yー27632
の添加が分化培養で維持された。
(Example 7)
Methods for Improving In Vivo Graft Function of PECs by Treatment of IPS-Derived Cell Cultures with Heregulin Because the methods according to Table 8 when applied to iPSCs to generate iPECs did not provide robust in vivo function in animals, Applicants explored other methods for iPEC generation. Modifications of the standard methods shown in Table 8 include, but are not limited to, the following:
Optimizing SC passage times; modulating levels of BMP signaling; modulating iPSC suspension aggregation parameters during expansion and differentiation (e.g. shear forces,
rotation speed, etc.); optimization of the concentration, timing and duration of use of growth factors, e.g., Wnt, activin and rho kinase inhibitors; and treatment with other growth factors (e.g., ERBB ligands) as candidates to enhance cell mass, proliferation, differentiation, survival, etc., at various stages 1-4 of the differentiation protocol. Many of these iterative experiments were examined alone or in combination to determine how the differentiation method of iPSCs during stages 1-4 could be optimized. Such optimized differentiation methods, when transplanted, were shown to be effective in enhancing the differentiation of hE
The iPEC population generated robust glucose-responsive insulin-secreting cells in vivo similar to those observed and reported for SCs.
We describe baseline conditions with and without heregulin that were demonstrated to differentiate iPSCs into mature iPECs that are glucose-responsive islet cells in vivo.
Similar to those described in Examples 1, 2, and 5 and Table 8 herein, except that heregulin was added at stages 3 and 4. 30 ng/mL of Ηrg1β was used, but concentrations of 10 ng/mL to 50 ng/mL, or even greater than 50 ng/mL, are suitable. Additionally, as described in Example 2, the Rho kinase inhibitor, Y-27632, was used.
The addition of was maintained in differentiation cultures.

ステージ3および4の細胞亜集団に及ぼすヘレグリンまたはヘレグリンおよびrhoキ
ナーゼ阻害剤の添加の影響を判定するために、iPEC集団をフローサイトメトリーによ
って分析した。表12は、表11に示す製剤、ならびにアクチビン濃度を200ng/m
Lに増加させることによって改変した製剤を使用した、様々なiPEC集団のフローサイ
トメトリー分析の要約を提供する。さらに、表12は、各セットの実験(ヘレグリンの有
る無しのベースライン)で用いた一般的な条件、およびiPEC集団中の細胞型(内分泌
、非内分泌、PDX1だけおよび三重陰性または残留性の細胞亜集団)の相対的百分率を
示す。表12は、各実験で生成された細胞のin vivo機能に関するデータも開示す
る。
To determine the effect of the addition of heregulin or heregulin and a rho kinase inhibitor on stage 3 and 4 cell subpopulations, iPEC populations were analyzed by flow cytometry. Table 12 shows the results of the treatment with the formulations shown in Table 11 and with activin at a concentration of 200 ng/ml.
Table 12 provides a summary of flow cytometry analysis of various iPEC populations using formulations modified by increasing L. Additionally, Table 12 shows the general conditions used in each set of experiments (baseline with and without Heregulin) and the relative percentages of cell types (endocrine, non-endocrine, PDX1 only, and triple negative or residual cell subpopulations) in the iPEC populations. Table 12 also discloses data regarding the in vivo functionality of cells generated in each experiment.

特定の条件では、PEC(hESC、E2354)およびiPEC(E2314、E2
344、E2347)集団中の細胞亜集団の比を変更した。例えば、時には、ベースライ
ン(ヘレグリンなし)条件と比較して、内分泌(CHGA+)細胞の百分率は減少し、非
内分泌細胞(CHGA-/NKX6.1+/PDX1+)の百分率は増加した。実験#2
380(E2380)で、ヘレグリンがこれらのPECおよびiPEC集団中の非内分泌
細胞と比較した内分泌細胞の割合の変化の原因となるようであったが、ヘレグリンの添加
によって内分泌(CHGA+)細胞のレベルは減少せずに増加した。
In certain conditions, PECs (hESCs, E2354) and iPECs (E2314, E2
The ratio of cell subpopulations in the 344, E2347) population was altered. For example, sometimes the percentage of endocrine (CHGA+) cells was decreased and the percentage of non-endocrine cells (CHGA-/NKX6.1+/PDX1+) was increased compared to baseline (no heregulin) conditions. Experiment #2
380 (E2380), heregulin appeared to be responsible for the change in the proportion of endocrine cells compared with non-endocrine cells in these PEC and iPEC populations, although the level of endocrine (CHGA+) cells was increased, not decreased, by addition of heregulin.

PECおよびiPEC集団の構成の変化がin vivo機能に影響を及ぼしたかどう
かを判定するために、表12に記載される大部分の実験からのPECおよびiPEC移植
片を、実質的に本明細書ならびに上記のSchulzら(2012)およびKroonら
(2008)、および上記の米国特許第7,534,608号;第7,695,965号
;第7,993,920号および第8,278,106号を含む出願人の他の特許および
非特許出版物に前述の通り、マウスに移植した。簡潔には、PECおよびiPEC集団を
生分解性の半透過性細胞封入デバイスに全て封入し、そのいくつかは微穿孔を含んでいた
。デバイスは出願人によって製造され、2009年11月13日に出願された米国特許第
8,278,106号、表題ENCAPSULATION OF PANCREATIC
CELLS FROM HUMAN PLURIPOTENT STEM CELLS
で詳細に記載される。グルコース刺激インスリン分泌(GSIS)アッセイを、移植の約
56日後から実施した。グルコース投与の前(空腹時)、およびその30分後および/ま
たは60分後の組合せで血液を収集した。グルコース投与に応答した血清中のヒトCペプ
チド濃度を測定することによって、移植片機能を評価した。
To determine whether changes in the composition of the PEC and iPEC populations affected in vivo function, PEC and iPEC grafts from most of the experiments described in Table 12 were implanted into mice substantially as previously described herein and in Schulz et al. (2012) and Kroon et al. (2008) supra, and in Applicant's other patent and non-patent publications, including U.S. Pat. Nos. 7,534,608; 7,695,965; 7,993,920 and 8,278,106 supra. Briefly, the PEC and iPEC populations were all encapsulated in biodegradable, semi-permeable cell encapsulation devices, some of which contained microperforations. The devices were manufactured by Applicant and described in U.S. Pat. No. 8,278,106, filed Nov. 13, 2009, entitled ENCAPSULATION OF PANCREATIC CARCINOMA AND ITS USE IN HUMAN ...
CELLS FROM HUMAN PLURIPOTENT STEM CELLS
The glucose stimulated insulin secretion (GSIS) assay was performed from about 56 days after transplantation. Blood was collected before (fasting) and combinations of 30 and/or 60 minutes after glucose challenge. Graft function was assessed by measuring serum human C-peptide concentrations in response to glucose challenge.

血清に放出されるヒトCペプチドの量は、放出されるインスリンの量の指標となる。C
ペプチドはプロインスリンおよびプレプロインスリンのAおよびB鎖を接続または連結す
る短い31アミノ酸ペプチドであり、機能するベータまたはインスリン分泌細胞によって
分泌される。上記Kroonら(2008)および他によって前述される通り、ヒトCペ
プチドの測定は、移植細胞による新規生成インスリンの放出の評価に適当である。したが
って、これらの動物の血清中のヒトCペプチドのレベルは、成熟したPECおよびiPE
C移植片のin vivo機能の尺度である。ヒトCペプチドは、移植後少なくとも8週
までに血清で検出された。追加の数週の移植および絶食により、グルコース刺激Cペプチ
ドレベルは増加し、Cペプチドのピークレベルはグルコース投与の60分後から30分後
にシフトし、それは、インスリン細胞の成熟に従う、グルコース投与へのより速い応答の
指標となる。機能を示すことができなかったか、不良な健康状態のために屠殺された少数
のマウスがいた。しかし、これらのマウスはさもなければ高機能動物を示したコホート中
にあり、したがって、移植細胞が分化して機能する能力がないことよりも移植の失敗を示
唆した。
The amount of human C-peptide released into the serum is an indicator of the amount of insulin released.
The peptide is a short 31 amino acid peptide that connects or links the A and B chains of proinsulin and preproinsulin, and is secreted by functioning beta or insulin secreting cells. As previously described by Kroon et al. (2008) and others, measurement of human C-peptide is suitable for assessing the release of newly produced insulin by transplanted cells. Thus, the levels of human C-peptide in the serum of these animals are consistent with the release of mature PEC and iPEC.
C-peptide is a measure of in vivo function of the graft. Human C-peptide was detected in serum by at least 8 weeks after transplantation. Additional weeks of transplantation and fasting increased glucose-stimulated C-peptide levels, shifting the peak C-peptide level from 60 minutes to 30 minutes after glucose challenge, indicative of a faster response to glucose challenge following insulin cell maturation. There were a few mice that failed to demonstrate function or were sacrificed due to poor health. However, these mice were in a cohort that otherwise demonstrated high-functioning animals, thus suggesting graft failure rather than an inability of the transplanted cells to differentiate and function.

図7A~Cは、E2344以外の表12に示す実験の全てについての、グルコース投与
後の血清中のヒトCペプチドレベルを示す。図7A~Cは、ベースライン対照と比較して
、ヘレグリン処置からもたらされた移植片が血清中ヒトCペプチドのより高いレベルを一
般に有したことを示す。例えば、図7Aで実験2380において、ヘレグリンなしで調製
したもの(ベースライン)と比較して、ヘレグリン処置からもたらされた移植片の約5倍
の増加(グルコース投与の60分後に933pM:200pM)がある。実験2354(
図7C)はベースライン対照と比較してヘレグリン処置からもたらされた移植片で血清C
ペプチドのより高いレベルを示さないので、ヘレグリンは、hESCから生成されるPE
Cにより少ない影響を及ぼすようである。さらに、hESCから導出されたPEC(Cy
T203)とiPSCから導出されたiPECを比較すると、iPEC移植片は、PEC
移植片と同等の機能をin vivoで有する(例えば、図7Aおよび図7B(iPSC
移植片)を図7C(CyT203 hESC)と比較する)。このように、iPEC移植
片は、PEC移植片と同じくらい頑強である。さらに、内分泌および非内分泌亜集団で同
じシフトを有しなかったE2380からのiPECも優れた機能を示したので、iPEC
集団のいくつか(例えばE2314、E2347およびE2354)に影響を及ぼすよう
に見えた、内分泌細胞対非内分泌細胞の相対比は、in vivo機能に影響を及ぼさな
いようであった(図7A~Cを参照)。
7A-C show human C-peptide levels in serum following glucose challenge for all of the experiments shown in Table 12 except E2344. FIGS. 7A-C show that grafts resulting from heregulin treatment generally had higher levels of human C-peptide in serum compared to baseline controls. For example, in FIG. 7A, in experiment 2380, there is an approximately 5-fold increase (933 pM vs. 200 pM 60 minutes after glucose challenge) in grafts resulting from heregulin treatment compared to those prepared without heregulin (baseline).
FIG. 7C) Serum C in grafts resulting from heregulin treatment compared to baseline controls
Heregulin does not show higher levels of peptides, suggesting that PE produced from hESCs
Furthermore, PECs derived from hESCs (Cy
T203) and iPEC derived from iPSCs, the iPEC grafts were
The iPSCs have the same functions as the transplants in vivo (see, for example, FIG. 7A and FIG. 7B (iPSCs
Compare Fig. 7C (CyT203 hESCs) with Fig. 7C (CyT203 hESCs). Thus, iPEC grafts are as robust as PEC grafts. Furthermore, iPECs from E2380, which did not have the same shift in endocrine and non-endocrine subpopulations, also showed superior function, suggesting that iPECs
The relative ratio of endocrine to non-endocrine cells, which appeared to affect some of the populations (eg, E2314, E2347 and E2354), did not appear to affect in vivo function (see Figures 7A-C).

グルコース刺激インスリン分泌を試験することに加えて、宿主動物のベータ細胞を破壊
した場合に、hESCから導出されたPECによって維持される正常血糖と同様の正常血
糖をそれらが単独で維持することができるかどうか判定するために、成熟したiPEC移
植片を試験した。これは、ヒトベータ細胞と比較してマウスベータ細胞に対してより強い
細胞毒性を示すベータ細胞毒素、ストレプトゾトシン(STZ)を使用して、移植された
マウスのベータ細胞を破壊することを必要とした。STZ処置の前後に各マウスについて
、ランダムな非絶食血中グルコースを測定した。STZ処置から13日目のiPEC移植
片の外植の結果、高血糖が再開した(血中グルコースの急騰を記す)が、それは内因性マ
ウス膵臓ではなくiPEC移植片による血糖症の制御を実証する(図8Aおよび図8Bを
参照する)。
In addition to testing glucose-stimulated insulin secretion, mature iPEC grafts were tested to determine whether they alone could maintain euglycemia similar to that maintained by hESC-derived PECs when the host animal's beta cells were destroyed. This required destroying the beta cells of the transplanted mice using streptozotocin (STZ), a beta cell toxin that exhibits greater cytotoxicity to mouse beta cells compared to human beta cells. Random non-fasting blood glucose was measured for each mouse before and after STZ treatment. Explantation of the iPEC grafts 13 days after STZ treatment resulted in the resumption of hyperglycemia (noted by a spike in blood glucose), demonstrating control of glycemia by the iPEC grafts and not the endogenous mouse pancreas (see Figures 8A and 8B).

さらに、分化のステージ1~4の間にヘレグリンおよびrhoキナーゼ阻害剤を提供し
たときに、相乗効果があるようであった(表11を参照する)。例えば、rhoキナーゼ
阻害剤なしでステージ3および4でヘレグリンによって処置したiPSCは、目にみえて
劣る細胞量をもたらし、移植を不可能にした。ヘレグリンおよびrhoキナーゼ阻害剤の
相乗効果のさらなる傍証が、実験のいくつか、例えばE2356、E2380で明白であ
ったが、そこではrhoキナーゼ阻害剤単独によるベースライン条件は、rhoキナーゼ
阻害剤とヘレグリンによる移植片と同じくらい頑強には機能しなかった(図7AおよびB
を参照する)。ヘレグリン単独の添加が提供した細胞量は移植に不十分であり、rhoキ
ナーゼ阻害剤単独の添加(ベースライン条件)は不良なin vivo機能を有したので
、ヘレグリンおよびrhoキナーゼ阻害剤による処置は相加的でなかったようである。こ
のように、ヘレグリンだけまたはrhoキナーゼ阻害剤だけの提供は、2つを組み合わせ
た合計の影響に実質的に類似していない。すなわち、単独ではいずれもin vivoで
頑強なグルコース応答性をもたらさないが、組み合わせるとそれらはhES導出細胞のそ
れに類似のグルコース応答性をもたらす。したがって、ヘレグリンおよびrhoキナーゼ
阻害剤の両方の提供は、それらの組み合わせた影響が各々別々の影響の合計より大きいの
で相乗的であるようであった。すなわち、rhoキナーゼ阻害剤およびヘレグリンで処置
したiPECはin vivoで成熟してグルコース刺激インスリン分泌を示し、糖尿病
マウスモデルで正常血糖を維持することができた(図7A~Bおよび図8A~Bを参照す
る)。
Furthermore, there appeared to be a synergistic effect when heregulin and a rho kinase inhibitor were provided during stages 1-4 of differentiation (see Table 11). For example, iPSCs treated with heregulin at stages 3 and 4 without a rho kinase inhibitor resulted in visibly inferior cell mass, making transplantation impossible. Further supporting evidence of heregulin and rho kinase inhibitor synergy was evident in some of the experiments, e.g., E2356, E2380, where baseline conditions with rho kinase inhibitor alone did not perform as robustly as transplants with rho kinase inhibitor and heregulin (Figures 7A and B).
See Table 1). Treatment with heregulin and the rho kinase inhibitor did not appear to be additive, as the addition of heregulin alone provided cell masses that were insufficient for engraftment and the addition of the rho kinase inhibitor alone (baseline conditions) had poor in vivo function. Thus, providing heregulin alone or the rho kinase inhibitor alone did not substantially resemble the sum of the effects of the two combined; i.e., neither alone provided robust glucose responsiveness in vivo, but in combination they provided glucose responsiveness similar to that of hES-derived cells. Thus, providing both heregulin and the rho kinase inhibitor appeared to be synergistic, as their combined effect was greater than the sum of the effects of each separately. i.e., iPECs treated with rho kinase inhibitor and heregulin matured in vivo, exhibited glucose-stimulated insulin secretion, and were able to maintain normoglycemia in a diabetic mouse model (see Figures 7A-B and 8A-B).

ERBB機能性は、リガンド結合、受容体二量体化および受容体輸送を必要とする。各
過程での変動性は、受容体およびそれらが制御する下流シグナルの差別的調節をもたらす
ことができる。例えば、異なるERBBリガンドはERBB受容体に異なる親和性で結合
し、それによってERBB二量体構成体のパターンおよび動態力学を変化させる。表13
は、リガンドおよび受容体結合複合体の多くの可能な異なる組合せを示す。この系の複雑
性に関するレビューは、Odaら(2005)A comprehensive pat
hway map of epidermal growth factor rece
ptor signaling、Mol.Syst.Biol.、1(2005)および
Lazzaraら(2009)Quantitative modeling pers
pectives on the ERBB system of cell regu
latory processes、Experimental Cell Resea
rch 315(4):717~725頁によって提供される。
ERBB functionality requires ligand binding, receptor dimerization and receptor trafficking. Variability in each process can result in differential regulation of the receptors and the downstream signals they control. For example, different ERBB ligands bind to ERBB receptors with different affinities, thereby altering the pattern and dynamics of ERBB dimer organization. Table 13
shows many possible different combinations of ligand and receptor binding complexes. A review of the complexity of this system is given in Oda et al. (2005) A comprehensive pattern
Hway map of epidermal growth factor recipe
ptor signaling, Mol. Syst. Biol., 1 (2005) and Lazzara et al. (2009) Quantitative modeling pers.
objectives on the ERBB system of cell regulation
Laboratory processes, Experimental Cell Research
rch 315(4):717-725.

Huotariらは、ニューレグリン-4がグルカゴン(アルファ)細胞を代償にして
ソマトスタチン(デルタ)細胞の数を増加させることによって内分泌細胞亜集団の相対レ
ベルをモジュレートすることができること、およびニューレグリン-4は、外分泌(例え
ば、アミラーゼ)細胞対内分泌(例えば、β-インスリン、α-グルカゴン、δ-ソマト
スタチン、PP-膵臓ポリペプチド)細胞の比に影響を及ぼさないことを示唆した。しか
し、これらの研究は、E12.5日目のマウスから得られたホールマウント器官組織培養
の上でニューレグリン-4をインキュベートすることによって実施された。これらのマウ
ス外植細胞集団は、本明細書に記載されるステージ3(例えばPDX1陰性前腸内胚葉)
および/またはステージ4(PDX1陽性前腸内胚葉)細胞集団よりさらに分化していた
。ニューレグリン-4はERBB4 RTKだけに結合するので、ホールマウントマウス
培養の内分泌亜集団だけをこの関係においてニューレグリン-4によってモジュレートす
ることができる。したがって、Hrg1はERBB3に結合してERBB2/3の二量体
化を誘導することが既に示されているので、異なるERBBリガンド、例えばHrg1に
よる本明細書に記載のステージ3(PDX1陰性前腸内胚葉)および/またはステージ4
(PDX1陽性前腸内胚葉)細胞の処置は、Huotariにおけるように相対的な内分
泌亜集団をモジュレートするとは予想されない。しかし、図6に示すようにPECでのE
RBB2および3の低レベルの発現のために、ステージ3および4型の細胞が低いか高い
レベルのERBB2および3を発現してHrg1に結合するかどうかは不明であった。
Huotari et al. suggested that neuregulin-4 can modulate the relative levels of endocrine cell subpopulations by increasing the number of somatostatin (delta) cells at the expense of glucagon (alpha) cells, and that neuregulin-4 does not affect the ratio of exocrine (e.g., amylase) to endocrine (e.g., β-insulin, α-glucagon, δ-somatostatin, PP-pancreatic polypeptide) cells. However, these studies were performed by incubating neuregulin-4 on whole mount organotypic tissue cultures obtained from mice at day E12.5. These mouse explant cell populations were cultured at stage 3 (e.g., PDX1-negative foregut endoderm) as described herein.
and/or stage 4 (PDX1-positive foregut endoderm) cell populations. Since neuregulin-4 binds only to the ERBB4 RTK, only endocrine subpopulations of whole mount mouse cultures can be modulated by neuregulin-4 in this context. Thus, since Hrg1 has previously been shown to bind to ERBB3 and induce ERBB2/3 dimerization, the differentiation of stage 3 (PDX1-negative foregut endoderm) and/or stage 4 (PDX1-positive foregut endoderm) cell populations as described herein with a different ERBB ligand, e.g., Hrg1, may be possible.
Treatment of (PDX1-positive foregut endoderm) cells is not expected to modulate the relative endocrine subpopulations as in Huotari. However, as shown in FIG. 6, E in PECs
Due to the low level expression of ERBB2 and 3, it was unclear whether stage 3 and 4 cells express low or high levels of ERBB2 and 3 and bind Hrg1.

さらに、異なる場面で、出願人はHrg1がERBB2/3に結合して、多能性幹細胞
の自己複製を促進したことを記載していた(Wangら(2007)を参照する)。Hr
g1がステージ3および4の場面で同じ能力で作用することができる可能性はあるが、出
願人はPECの生成のための大部分の細胞増大が多能性幹細胞ステージ(ステージ0)で
起こることを以前に記載した。ステージ0の間、hESCは約二(2)週の間成長、継代
および増大させられる。したがって、細胞増大または細胞増大をもたらす自己複製のほと
んどは、ステージ1~4の間には起こらない。上記Schulzら(2012)を参照す
る。さらに、ERBB2/3がステージ3および4の間に存在すると仮定すると、誘導さ
れる分化に影響を与えるのと反対に多能性幹細胞と同様の効果(自己複製)をヘレグリン
が有すると予想できる可能性がある。次に、機能の差は場面に、すなわち多能性幹細胞対
内胚葉または膵臓系列の細胞型に依存するようである。
Furthermore, on a different occasion, Applicants have described that Hrg1 binds to ERBB2/3 and promotes self-renewal of pluripotent stem cells (see Wang et al. (2007)).
While it is possible that heregulin could act in the same capacity in the context of stages 3 and 4, applicants have previously noted that the majority of cell expansion for the generation of PECs occurs at the pluripotent stem cell stage (stage 0). During stage 0, hESCs are grown, passaged, and expanded for approximately two (2) weeks. Thus, most of the cell expansion or self-renewal that results in cell expansion does not occur during stages 1-4. See Schulz et al. (2012), supra. Furthermore, given that ERBB2/3 is present during stages 3 and 4, one might expect heregulin to have a similar effect on pluripotent stem cells (self-renewal) as opposed to influencing induced differentiation. The functional differences then appear to be dependent on the context, i.e., pluripotent stem cells versus cell types of endoderm or pancreatic lineage.

要約すると、前腸内胚葉(ステージ3)およびPDX1発現膵臓内胚葉細胞(ステージ
3およびステージ4の終わり)へのヘレグリンまたはヘレグリンおよびrhoキナーゼ阻
害剤のin vitroでの提供は、移植されたときにin vivoで成熟してグルコ
ース応答性インスリン分泌細胞に発達するPECおよびiPEC集団を生成した(図7お
よび8を参照する)。ヘレグリンまたはヘレグリンおよびrhoキナーゼ阻害剤のそのよ
うな使用は、ここで初めて報告された。そのような使用および影響は、特許または非特許
文献で前に記載されたものから識別できない。
In summary, in vitro provision of heregulin or heregulin and a rho-kinase inhibitor to foregut endoderm (stage 3) and PDX1-expressing pancreatic endoderm cells (end of stages 3 and 4) generated PEC and iPEC populations that matured in vivo when transplanted and developed into glucose-responsive insulin-secreting cells (see Figures 7 and 8). Such use of heregulin or heregulin and a rho-kinase inhibitor is reported here for the first time. Such uses and effects are indistinguishable from those previously described in patent or non-patent literature.

(実施例8)
アクチビンは膵臓の内胚葉細胞(PEC)培養でNGN3発現および内分泌系列に傾倒
した細胞の生成を抑制する
膵臓内胚葉細胞、または「PEC」は、2つの異なる亜集団で主に構成される膵臓の細
胞集団である:(i)in vivoで発達および成熟してグルコース応答性インスリン
分泌ベータ細胞を生成する、非内分泌多分化能膵臓前駆体亜集団(CHGA-)(以降、
「非内分泌(CHGA-)」);および(ii)in vivo成熟の間他の非インスリ
ン分泌細胞または島支持細胞を生成することができる、内分泌系列に傾倒した細胞の亜集
団(CHGA+)(以降、「内分泌物(CHGA+)」)。非内分泌(CHGA-)亜集
団はCHGA陰性かつPDX1およびNKX6.1に支配的に陽性であるが、内分泌系列
に傾倒した細胞の亜集団はCHGA陽性かつPDX1およびNKX6.1に大部分陰性で
ある。非内分泌(CHGA-)亜集団は、in vivoでインスリン応答の全身検出(
CペプチドのためのELISAによって検定される)を可能にする量でグルコース応答性
インスリン分泌ベータ細胞に発達および成熟するのに、約8~12週以上を要する。しか
し、正常な胚発達の間にin vivoでグルコース応答性細胞が発達および成熟するの
に8週未満しか要しない。したがって、以下を得ることが今でも望ましい。(1)増加し
た非内分泌(CHGA-)亜集団を有するPEC集団、および/または(2)in vi
troでグルコース応答性であり、および/または発達が進行した集団(例えば適切に特
定化し、in vivoで類似の膵臓集団について記載のものと一貫した特定のシグネチ
ャーマーカーを有する)である真の内分泌(CHGA+)細胞集団、および/または(3
)in vivoで発達および成熟期間の短縮および/または低減が可能である前駆細胞
集団。
(Example 8)
Activin Suppresses NGN3 Expression and Generation of Endocrine Lineage-Committed Cells in Pancreatic Endodermal Cell (PEC) Cultures Pancreatic endoderm cells, or "PECs," are a cell population of the pancreas that is primarily composed of two distinct subpopulations: (i) a non-endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulation (CHGA-), which develops and matures in vivo to generate glucose-responsive insulin-secreting beta cells (hereafter referred to as "PECs").
(ii) a subpopulation of cells committed to the endocrine lineage (CHGA+), which can generate other non-insulin-secreting cells or islet supporting cells during in vivo maturation (hereafter "endocrine (CHGA+)"). The non-endocrine (CHGA-) subpopulation is CHGA negative and predominantly positive for PDX1 and NKX6.1, whereas the subpopulation of cells committed to the endocrine lineage is CHGA positive and largely negative for PDX1 and NKX6.1. The non-endocrine (CHGA-) subpopulation is characterized by a lack of systemic detection of insulin responses in vivo (
It takes approximately 8-12 weeks or more for the primary PECs to develop and mature into glucose-responsive insulin-secreting beta cells in amounts that allow for endocrine proliferation (as assayed by ELISA for C-peptide). However, it takes less than 8 weeks for glucose-responsive cells to develop and mature in vivo during normal embryonic development. Thus, it remains desirable to obtain: (1) a PEC population with an increased non-endocrine (CHGA-) subpopulation; and/or (2) an in vivo
A true endocrine (CHGA+) cell population that is glucose responsive in vitro and/or a developmentally advanced population (e.g., well-specified and has specific signature markers consistent with those described for similar pancreatic populations in vivo), and/or (3
2.) A progenitor cell population capable of shortening and/or reducing the time it takes for development and maturation in vivo.

第1の目標に関して、非内分泌(CHGA-)亜集団が無傷のままであると同時に、内
分泌系列に傾倒した細胞(CHGA+)への分化がin vivoで天然に起こるものと
同様に抑制されるPEC集団を得ることが望ましい。下記の実施例は、そのようなPEC
集団の生成方法を記載する。
With respect to the first goal, it is desirable to obtain a PEC population in which differentiation into endocrine lineage-committed cells (CHGA+) is suppressed similar to that which occurs naturally in vivo, while the non-endocrine (CHGA-) subpopulation remains intact.
The method for generating the population is described below.

正常なin vivo発達の間、転写因子ニューロゲニン-3(NGN3)は内分泌細
胞発達のマスター調節因子であり、NGN3の発現は、例えばin vivoでの膵臓内
胚葉系列細胞でのPDX1およびNKX6.1の上方制御の後まで起こらないと考えられ
ている。RukstalisおよびHabener(2009)、Neurogenin
3:A master regulator of pancreatic islet
differentiation and regeneration、Islets
1(3):177~184頁を参照。表8により、ステージ3において、PDX1発現
を誘導するために、レチノイン酸(RA)またはレチノイド類似体、4-[(E)-2-
(5,6,7,8-テトラヒドロ-5,5,8,8-テトラメチル-2-ナフタレニル)
-1-プロペニル]安息香酸または「TTNPB」(または表8で「TT3」)が使用さ
れる。しかし、同時に、レチノイン酸は、内分泌特定化を開始するNGN3発現を早期に
誘導もする。これ故、ステージ3および/またはステージ4の間のNGN3の抑制、抑圧
または阻害は、PECで内分泌系列(CHGA+)亜集団に傾倒した細胞を最少化するた
めの、および/または発達の後期にin vitroおよび/またはin vivoで内
分泌細胞を得るための1つの手がかりを提供することができる。重要なことに、NGN3
のいかなるサプレッサー、リプレッサーまたは阻害剤も、同時に非内分泌物(CHGA-
)を抑制、抑圧または阻害してはならず、好ましくはPECのin vitro生成の間
にこの亜集団を増加させる。
During normal in vivo development, the transcription factor neurogenin-3 (NGN3) is a master regulator of endocrine cell development, and expression of NGN3 is thought not to occur until after upregulation of PDX1 and NKX6.1 in, for example, pancreatic endoderm lineage cells in vivo. Rukstalis and Habener (2009), Neurogenin
3: A master regulator of panic islet
differentiation and regeneration, Islets
1(3):177-184. In accordance with Table 8, retinoic acid (RA) or a retinoid analog, 4-[(E)-2-
(5,6,7,8-tetrahydro-5,5,8,8-tetramethyl-2-naphthalenyl)
In this study, retinoic acid is used to induce endocrine cell lineage (CHGA+) expression in PECs. However, retinoic acid also induces NGN3 expression early, which initiates endocrine specification. Thus, suppression, repression or inhibition of NGN3 during stage 3 and/or stage 4 may provide a clue to minimize cells committed to the endocrine lineage (CHGA+) subpopulation in PECs and/or to obtain endocrine cells later in development in vitro and/or in vivo. Importantly, NGN3
Any suppressor, repressor or inhibitor of
) should not be suppressed, repressed or inhibited, and preferably this subpopulation should be expanded during the in vitro generation of PECs.

ステージ3および4の間にNGN3などの遺伝子を抑制するそれらの能力について、様
々な成長因子を調査した。1つの候補成長因子は、幹細胞の増大および分化において多様
な機能を有するアクチビンであった。例えば、低いレベル(例えば10ng/mL)では
、アクチビンは多能性幹細胞の多能性および細胞増殖の維持を助ける。より高いレベル(
例えば100ng/mL)では、アクチビンはステージ1の胚体内胚葉生成を担う分化成
長因子として作用する(例えば表8を参照)。PEC形成の間に内分泌系列(CHGA+
)に傾倒した細胞の抑圧に対するその影響を試験するために、出願人は標準の接着分化で
約50ng/mLの中央レベル濃度のアクチビンを先ず試験した。このレベルで、アクチ
ビン(Activin、ACT)はPECでPDX1およびNKX6.1遺伝子発現を抑
制することなく、NGN3発現を抑制することができた(図9D~Eを図9A~Bと比較
する)。しかし、ステージ3の間により拡大縮小可能な細胞凝集懸濁培養で同じレベルの
アクチビンを使用したときは、全体の細胞量は大幅に減少し、一部の場合には、細胞凝集
体は消滅した(図10の対照とアクチビン処置細胞凝集体を比較する)。50ng/mL
と同様に25ng/mLのアクチビンについて細胞凝集体の類似の減少が観察された(デ
ータ示さず)。
Various growth factors were investigated for their ability to repress genes such as NGN3 during stages 3 and 4. One candidate growth factor was activin, which has multiple functions in stem cell expansion and differentiation. For example, at low levels (e.g., 10 ng/mL), activin helps maintain pluripotency and cell proliferation of pluripotent stem cells. At higher levels (
At, e.g., 100 ng/mL), activin acts as a differentiation growth factor responsible for stage 1 definitive endoderm generation (see, e.g., Table 8).
To test its effect on suppression of cells committed to stage 3, applicants first tested Activin at a median concentration of approximately 50 ng/mL in standard adherent differentiation. At this level, Activin (ACT) was able to suppress NGN3 expression without suppressing PDX1 and NKX6.1 gene expression in PECs (compare Figures 9D-E with Figures 9A-B). However, when the same level of Activin was used in the more scalable cell aggregate suspension cultures during stage 3, the total cell mass was greatly reduced and in some cases the cell aggregates disappeared (compare control and Activin-treated cell aggregates in Figure 10).
A similar reduction in cell aggregates was observed with 25 ng/mL activin as well (data not shown).

これらの結果を考慮して、アクチビンのより低い濃度(例えば5ng/mLおよび10
ng/mL)をステージ3および4で試験した。図11に示すように、より低いアクチビ
ン濃度で、細胞凝集体は、対照と比較して細胞の質量および収量を維持することができた
(8日目の図11B~Cおよび12日目の図11B~Dを8日目および12日目の図11
Aの対照と比較する)。したがって、約25ng/mL未満のアクチビンレベルは、細胞
の質量および収量を維持するために許容される。ステージ3および4の間に低いレベルの
アクチビンが細胞凝集組成物に影響を及ぼしたかどうか判定するために、出願人は次にこ
れらの細胞培養でフローサイトメトリー分析を実施した。表14を参照する。表14は、
アクチビンの低いレベルは非内分泌(CHGA-)亜集団の生成を減少させないこと、お
よび、処置をステージ3および4の両方で適用するときに、それはこの亜集団を実際に増
加させることができることを示す(表14 A5のStg(ステージ)3&4の結果を参
照する)。しかし、アクチビンの有り無しで見られる非常に類似した百分率の内分泌(C
HGA+)細胞を考えると、内分泌系列(CHGA+)に傾倒した細胞への分化がかなり
なお誘導されているようである(表13内分泌の欄を参照)。したがって、QPCRで観
察されるようにアクチビンはNGN3およびNKX2.2発現を抑制または阻害すること
ができるが、より低いレベル(細胞質量の維持を可能にする)では、ステージ4の終わり
に分析するとき、それは内分泌系列(CHGA+)に傾倒した亜集団を低減しない。有利
には、特にアクチビンをステージ3および4で使用するときに、対照と比較してPDX1
だけおよび三重に陰性の亜集団が低減される。
In light of these results, lower concentrations of activin (e.g., 5 ng/mL and 10
ng/mL) were tested at stages 3 and 4. As shown in FIG. 11, at lower activin concentrations, cell aggregates were able to maintain cell mass and yield compared to controls (FIG. 11B-C at day 8 and FIG. 11B-D at day 12, and FIG. 11C at day 8 and day 12, respectively).
(Compare to control in A). Thus, activin levels below about 25 ng/mL are acceptable to maintain cell mass and yield. To determine whether low levels of activin during stages 3 and 4 affected cell aggregate composition, Applicants next performed flow cytometry analysis on these cell cultures. See Table 14. Table 14 shows:
We show that low levels of activin do not reduce the generation of the non-endocrine (CHGA-) subpopulation, and that when treatment is applied at both stages 3 and 4, it can actually increase this subpopulation (see results for Stg (Stage) 3 & 4 in Table 14 A5). However, the very similar percentages of endocrine (CGA-) cells seen with and without activin are not significantly different from those seen with activin.
Considering the NKX2.2+ (HGA+) cells, differentiation into cells committed to the endocrine lineage (CHGA+) appears to still be significantly induced (see Endocrine column, Table 13). Thus, although Activin can suppress or inhibit NGN3 and NKX2.2 expression as observed by QPCR, at lower levels (allowing for maintenance of cell mass), it does not reduce the endocrine lineage (CHGA+) committed subpopulation when analyzed at the end of stage 4. Advantageously, particularly when Activin is used at stages 3 and 4, there is a significant reduction in PDX1 expression compared to controls.
The single and triple negative subpopulations are reduced.

(実施例9)
アクチビン、ヘレグリンおよびWNTは、PEC培養で内分泌系列に傾倒した細胞の生
成を抑制する
実施例8は、ステージ3および4の間の中レベルのアクチビン(例えば、50ng/m
L)が、NGN3発現を抑制または抑圧することができた(図9)が、これらの同じレベ
ルは細胞質量を維持しなかったことを示した。内分泌系列細胞(CHGA+)の百分率は
、対照(表14、CHGA+の欄)および前の実施例に記載されるものに実質的に類似の
ままだったので、より低いレベルのアクチビン(例えば、5および10ng/mL)は細
胞質量を維持することができた(図11)が、ステージ4の間に内分泌の分化を抑圧し続
けるのに十分でなかった。したがって、ステージ4までのこの亜集団の分化の連続抑制が
なお必要であると思われるので、これらの低いレベルで主にステージ3の間に、内分泌系
列(CHGA+)に傾倒した細胞への分化を抑制することは十分でないようである。上記
Rukstalisら(2009)を参照する。したがって、同時に非内分泌多分化能膵
臓前駆体亜集団の生成に影響を及ぼさず、内分泌系列に傾倒した細胞(CHGA+)の分
化を抑制しつつ、細胞の減少および収量を阻止することが可能である(すなわち、中から
高のアクチビンレベルの影響に対抗する)、さらなる成長因子を探索した。
(Example 9)
Activin, Heregulin and WNT suppress the generation of cells committed to the endocrine lineage in PEC cultures. Example 8 shows that moderate levels of Activin (e.g., 50 ng/ml) during stages 3 and 4 suppress the generation of cells committed to the endocrine lineage.
These results show that Activin (L) was able to suppress or repress NGN3 expression (FIG. 9), but these same levels did not maintain cell mass. Lower levels of Activin (e.g., 5 and 10 ng/mL) were able to maintain cell mass (FIG. 11), but were not sufficient to continue to repress endocrine differentiation during stage 4, as the percentage of endocrine lineage cells (CHGA+) remained substantially similar to that described in the control (Table 14, CHGA+ column) and previous examples. Thus, these low levels do not appear to be sufficient to repress differentiation into cells committed to the endocrine lineage (CHGA+), primarily during stage 3, as continued repression of differentiation of this subpopulation through stage 4 appears to still be necessary. See Rukstalis et al. (2009), supra. Therefore, we sought additional growth factors that could prevent cell loss and yield (i.e., counteract the effects of moderate to high Activin levels) while simultaneously not affecting the generation of non-endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulations and suppressing differentiation of endocrine lineage-committed cells (CHGA+).

ヘレグリンがステージ3および4の間に30ng/mLでPECの内分泌(CHGA+
)および非内分泌(CHGA-)亜集団の相対レベルをしばしば変化させることを記載す
る上の実施例を考慮して、出願人は、アクチビンと組み合わせたときにヘレグリンの濃度
の低減がPEC生成にどんな影響を及ぼす可能性があるのかについて試験した。
Heregulin increased PEC endocrinology (CHGA+) at 30 ng/mL during stages 3 and 4.
Given the above examples describing how reducing the concentration of heregulin when combined with activin often alters the relative levels of endocrine (CHGA-) and non-endocrine (CHGA-) subpopulations, Applicants examined what effect reducing the concentration of heregulin might have on PEC generation when combined with activin.

表8により標準プロトコルを使用して多能性幹細胞を分化させたが、ステージ3の間、
2ng/mLまたは10ng/mLのヘレグリンと一緒にアクチビンが10ng/mLま
たは20ng/mLで含まれ;ステージ4の間には、アクチビンは5ng/mLに低減さ
れ、ヘレグリンは1ng/mLで2日間、その後10ng/mLであった。図12(10
日目の画像;上パネル)に示すように、10ng/mLのアクチビンおよび2ng/mL
のヘレグリンは対照と比較して細胞の多少の減少を示した(図12AおよびBを比較する
、上パネル)。ヘレグリンを同じ2ng/mLのままにしてアクチビンを20ng/mL
に増加させることは、細胞減少を悪化させた(図12BおよびCを比較する、上パネル)
。しかし、20ng/mLのアクチビンの場面でヘレグリンを10ng/mLに増加させ
ることによって、アクチビンのより高い濃度(20ng/mL)でのより高い細胞減少の
阻止が可能であった(図12DおよびCを比較する、上パネル)。したがって、ヘレグリ
ンレベルが低すぎる場合はかなりの細胞減少が観察されるが、ヘレグリンレベルを上昇さ
せると、例えば少なくとも20ng/mLでは、内分泌系列(CHGA+)亜集団と比較
した非内分泌細胞(CHGA-)の百分率の変化がある。
Pluripotent stem cells were differentiated using a standard protocol according to Table 8, but during stage 3,
Activin was included at 10 ng/mL or 20 ng/mL along with heregulin at 2 ng/mL or 10 ng/mL; during stage 4, activin was reduced to 5 ng/mL and heregulin at 1 ng/mL for 2 days and then at 10 ng/mL.
As shown in the images from day 1 (upper panel), 10 ng/mL activin and 2 ng/mL
Heregulin at 2 ng/mL showed some reduction in cells compared to the control (compare Figures 12A and B, top panel).
Increasing the concentration of α-glucose exacerbated cell loss (compare Fig. 12B and C, upper panels).
However, increasing heregulin to 10 ng/mL in the context of 20 ng/mL activin was able to prevent the greater cell loss at higher concentrations of activin (20 ng/mL) (compare Figures 12D and C, top panel). Thus, while significant cell loss is observed when heregulin levels are too low, upon increasing heregulin levels, for example at least at 20 ng/mL, there is a shift in the percentage of non-endocrine cells (CHGA-) compared to the endocrine lineage (CHGA+) subpopulation.

アクチビンおよびヘレグリンの上の組合せで分化の8日目、10日目および12日目の
遺伝子発現の相対レベルを判定するために、定量的PCR分析を実施した(図13)。実
施例8(図9)に示すものと同様に、10および20ng/mLのアクチビンは、NKX
6.1発現を減らすことなくNGN3およびNKX2.2(別の内分泌分化マーカー)を
抑圧することが可能であった(図13AおよびBをCのそれと比較する)。NKX6.1
発現が高いままであるという事実は、非内分泌(CHGA-)亜集団の生成が不変のまま
であるか影響を受けていないことを示す。しかし、具体的には、20ng/mLのアクチ
ビンおよび10ng/mLのヘレグリン、または10ng/mLのアクチビンおよび2n
g/mLのヘレグリンでは、アクチビンが25ng/mLおよび50ng/mL(図10
)で使用されたときに前に観察されたアクチビン依存性の細胞減少が非常に低減された(
図12のDとE、上パネル)。したがって、ヘレグリンは、ステージ3でのアクチビンの
使用によって当初観察された細胞減少を効果的に打ち消すようである。かつ、多少のNG
N3およびNKX2.2誘導がなお起こるが(すなわち、実施例8、図9の接着ベースの
分化でステージ3および4で50ng/mLのアクチビンが使用されたときに観察された
ほど強く抑圧されていない)、標準の条件と比較してそれはかなり低減されている(図1
3AおよびBの対照条件(Con)およびA20H10条件を比較する)。
Quantitative PCR analysis was performed to determine the relative levels of gene expression at days 8, 10, and 12 of differentiation with the above combinations of activin and heregulin (Figure 13). Similar to what was shown in Example 8 (Figure 9), activin at 10 and 20 ng/mL increased NKX
It was possible to suppress NGN3 and NKX2.2 (another endocrine differentiation marker) without reducing NKX6.1 expression (compare Figure 13A and B with C).
The fact that expression remains high indicates that the generation of the non-endocrine (CHGA-) subpopulation remains unchanged or unaffected.
10 ng/mL heregulin, 25 ng/mL activin, and 50 ng/mL activin (Figure 10
) the activin-dependent cell loss previously observed when IgG4 was used in combination with IgG4 was greatly reduced (
(Figure 12, D and E, upper panels). Thus, heregulin appears to effectively counteract the cell loss initially observed with the use of activin at stage 3.
Although N3 and NKX2.2 induction still occurs (i.e., it is not as strongly suppressed as observed when 50 ng/mL activin was used at stages 3 and 4 in adhesion-based differentiation in Example 8, FIG. 9), it is significantly reduced compared to standard conditions (FIG. 1).
3A and B, compare the control condition (Con) and the A20H10 condition).

20ng/mLを超えるアクチビンはマーカーNGN3およびNKX2.2をさらに抑
圧し、したがってさらなる内分泌分化を抑圧するが、高い濃度のアクチビンの投与の影響
をオフセットするために細胞質量を維持するために、より高いレベルのヘレグリンが次に
必要とされよう。上の実施例で観察されるようなヘレグリンのさらにより高いレベルは、
PECの内分泌(CHGA+)および非内分泌(CHGA-)亜集団の相対的な生成を変
化させることができる。さらに、NGN3発現の抑圧に及ぼすアクチビンのより高いレベ
ルの影響がなお必要とされた。したがって、出願人は、前部および後部の内胚葉消長を実
行することができ、発達の他の態様を制御することができる、それらに限定されないがW
NT、FGF、PDGF、レチノイン酸(RAまたはTTNPB)、BMP、hedge
hog、EGF、IGF等を含む、追加の成長因子またはモルフォゲンを探索した。
Activin above 20 ng/mL would further repress the markers NGN3 and NKX2.2 and therefore further endocrine differentiation, but higher levels of heregulin would then be required to maintain cell mass to offset the effects of administering high concentrations of activin. Even higher levels of heregulin as observed in the examples above
The relative production of endocrine (CHGA+) and non-endocrine (CHGA-) subpopulations of PECs can be altered. Furthermore, the effect of higher levels of activin on the repression of NGN3 expression was still required. Thus, Applicants have demonstrated that the expression of activin in the blastocyst-derived blastocysts can be enhanced by, but is not limited to, the induction of anterior and posterior endoderm proliferation and can control other aspects of development.
NT, FGF, PDGF, retinoic acid (RA or TTNPB), BMP, hedge
Additional growth factors or morphogens were explored, including hog, EGF, IGF, etc.

詳細には、ステージ3および/または4でアクチビンおよびヘレグリン分化培地にWn
t3Aを加えることによって、正規のWntシグナル伝達経路に影響を及ぼすことを調査
した。再び、いかなる組合せも、非内分泌多分化能膵臓前駆体亜集団に影響を及ぼさない
と同時に、NGN3およびNKX2.2発現の抑圧を通して観察されるように内分泌系列
(CHGA+)に傾倒した細胞の分化を抑制し、優れた細胞質量を維持する(すなわち、
細胞質量の限定的減少)必要がある。試験したそのような混合物の1つは、ステージ3で
の10ng/mLのアクチビンおよび2ng/mLのヘレグリンと一緒の50ng/mL
のWnt;ならびに上のように、ステージ4の間の、5ng/mLのアクチビンと1ng
/mLのヘレグリンを二(2)日間、その後は5ng/mLのアクチビンおよび10ng
/mLのヘレグリンであった。これは、同じ濃度のアクチビンおよびヘレグリンだけより
大きな細胞(PEC)質量をもたらし(図12DおよびEを比較する、上パネル)、対照
よりさらに大きな細胞質量になった(図12AおよびEを比較する、上パネル)。これら
の条件(例えば、ステージ3でのアクチビン、ヘレグリンおよびWntの組合せ、ならび
にステージ4でのアクチビンおよびヘレグリン)の下での細胞凝集体のQPCR分析は、
ステージ3および4、特に8日目、10日目および12日目のNGN3およびNKX2.
2発現の減少によって観察されるように(図13AおよびB)、内分泌系列(CHGA+
)分化に傾倒した細胞の有意な抑制があることを示した。さらに、NKX6.1発現は、
8日目に当初抑圧されたが、10日目および12日目(ステージ4)までに有意に上昇し
た(図13C)。したがって、非内分泌(CHGA-)亜集団の発達はWntの添加で損
なわれず、内分泌系列(CHGA+)に傾倒した細胞の分化は遅れるか抑制されるようで
あって、細胞質量の明らかな減少はなかった。
Specifically, Wn was added to activin and heregulin differentiation medium at stages 3 and/or 4.
Addition of t3A was investigated to affect the canonical Wnt signaling pathway. Again, no combination affected the non-endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulation while suppressing differentiation of cells committed to the endocrine lineage (CHGA+) as observed through the repression of NGN3 and NKX2.2 expression, and maintaining superior cell mass (i.e.
One such mixture tested was 50 ng/mL activin along with 10 ng/mL heregulin and 2 ng/mL heregulin at stage 3.
of Wnt; and as above, 5 ng/mL activin and 1 ng/mL activin during stage 4.
/mL heregulin for two (2) days, followed by 5 ng/mL activin and 10 ng/mL
/mL heregulin. This resulted in a larger cell (PEC) mass than the same concentrations of activin and heregulin alone (compare Figures 12D and E, top panels), and an even larger cell mass than the control (compare Figures 12A and E, top panels). QPCR analysis of cell aggregates under these conditions (e.g., combination of activin, heregulin and Wnt at stage 3, and activin and heregulin at stage 4) showed that
NGN3 and NKX2 at stages 3 and 4, especially days 8, 10 and 12.
As observed by the decreased expression of CHGA+.
) showed that there was a significant suppression of differentiation-committed cells. Furthermore, NKX6.1 expression was
Although initially suppressed at day 8, it was significantly elevated by days 10 and 12 (stage 4) (FIG. 13C). Thus, the development of non-endocrine (CHGA-) subpopulations was not impaired by addition of Wnt, whereas differentiation of cells committed to the endocrine lineage (CHGA+) appeared to be delayed or inhibited, without any apparent loss of cell mass.

ステージ3の間、アクチビン、ヘレグリンおよびWntの組合せでPEC集団の細胞構
成を判定するために、ステージ4の後にフローサイトメトリーを実施し、PEC細胞構成
を表14に示す。示すように、組み合わせた成長因子(アクチビン、ヘレグリンおよびW
nt、または「AHW」)は、標準プロトコルの下での対照細胞培養と比較して、その亜
集団の百分率の低下(15.6対58.8)によって観察されたように内分泌系列(CH
GA+)に傾倒した細胞の分化を効果的に低減したが、非内分泌(CHGA-)亜集団を
増加させた(58.1対23.4)(表8)。フローサイトメトリーからのデータは、3
つの因子(AHW)の組合せが、非内分泌(CHGA-)亜集団の生成に影響を及ぼすこ
となく、PECの内分泌系列(CHGA+)に傾倒した細胞の分化を一般に遅らすか抑制
した、QPCRからのデータを支え、一貫している。in vitroでのこれらの遺伝
子の遅れた発現は、内分泌分化でのNGN3発現が、非内分泌(CHGA-)亜集団での
PDX1およびNKX6.1発現の開始の後に起こる、in vivoでの哺乳動物の膵
臓発達でのそれらの開始(または遅れ)と一貫している。さらに、PEC質量および収量
に障害はなかった。
To determine the cellular composition of the PEC population with the combination of activin, heregulin and Wnt during stage 3, flow cytometry was performed after stage 4 and the PEC cellular composition is shown in Table 14. As shown, the combined growth factors (activin, heregulin and Wnt)
nt, or "AHW"), as observed by a reduced percentage of that subpopulation (15.6 vs. 58.8) compared to control cell cultures under standard protocols,
The results of the study showed that the 3-HTLV-1 agonist, β-lactamase, effectively reduced differentiation of cells committed to endocrine endocrine (CHGA+) but increased the non-endocrine (CHGA-) subpopulation (58.1 vs. 23.4) (Table 8).
This supports and is consistent with the data from QPCR, where the combination of two factors (AHW) generally delayed or inhibited differentiation of cells committed to the endocrine lineage (CHGA+) of PECs without affecting the generation of the non-endocrine (CHGA-) subpopulation. The delayed expression of these genes in vitro is consistent with their onset (or delay) in mammalian pancreatic development in vivo, where NGN3 expression in endocrine differentiation occurs after the onset of PDX1 and NKX6.1 expression in the non-endocrine (CHGA-) subpopulation. Furthermore, there was no impairment in PEC mass and yield.

アクチビン、ヘレグリンおよびWntの組合せを使用した結果を考慮して、アクチビン
を使用することができる濃度範囲を確立するために、ステージ3でアクチビンレベルを再
び滴定した。試験したアクチビン濃度は、ステージ3の間、約0、25、50、75およ
び100ng/mLで、Wntは50ng/mL、ヘレグリンは5ng/mLであった。
ステージ4の間、アクチビンは5ng/mLに、ヘレグリンは5ng/mLに低減し、W
ntは含まれなかった。ステージ4の終わり(13日目)に細胞を画像化し、図12に示
した(下パネル)。より高いアクチビン濃度、例えば75~100ng/mLで、細胞減
少が再び明らかだった(図12DとE、下パネル)。重要なことに、ステージ3でのWN
Tの組入れは、さもなければ細胞減少のために可能であるよりステージ3で非常により高
い濃度のアクチビンの使用を可能にする。
Given the results using the combination of activin, heregulin and Wnt, activin levels were titrated again in stage 3 to establish the concentration range in which activin could be used. Activin concentrations tested were approximately 0, 25, 50, 75 and 100 ng/mL during stage 3, Wnt at 50 ng/mL and heregulin at 5 ng/mL.
During stage 4, activin decreased to 5 ng/mL, heregulin decreased to 5 ng/mL, and W
nt were not included. Cells were imaged at the end of stage 4 (day 13) and are shown in Figure 12 (lower panel). At higher activin concentrations, e.g., 75-100 ng/mL, cell loss was again evident (Figure 12D and E, lower panels). Importantly, WN at stage 3
The incorporation of T allows for the use of much higher concentrations of activin at stage 3 than would otherwise be possible due to cytoreduction.

ステージ3でのアクチビン、ヘレグリンおよびWntとの関連で、ステージ4の間の連
続したアクチビンおよびヘレグリンの影響を試験するために、下の3つの条件を使用して
ヒトESCを分化させた:(i)標準プロトコル(表8を参照;または表17のプロトコ
ル番号1);(ii)ステージ3でアクチビン(75ng/mL)、ヘレグリン(5ng
/mL)およびWnt(50ng/mL)の組合せ、続いて標準のステージ4の因子;な
らびに(iii)ステージ3でアクチビン(75ng/mL)、ヘレグリン(5ng/m
L)およびWnt(50ng/mL)の組合せ、続いてステージ4の間の追加のアクチビ
ン(5ng/mL)およびヘレグリン(5ng/mL)、表17を参照する。全ての3つ
の条件のためにステージ4の後にフローサイトメトリーを実施し、PEC細胞構成を表1
7に示す。ステージ3でのAHWは、対照と比較して内分泌系列に傾倒した細胞を減少さ
せ、非内分泌(CHGA-)亜集団含有量を増加させ(内分泌系列亜集団に関与する細胞
については21.8対42.2;非内分泌(CHGA-)亜集団については40.1対2
7.6)、ステージ4でのAHによる追加処置は、内分泌系列に傾倒した細胞をさらに減
少させ、非内分泌(CHGA-)亜集団含有量をさらに増加させる(内分泌系列に傾倒し
た細胞については6.46対21.8;非内分泌(CHGA-)父親亜集団については7
2.7対40.1)。
To test the effect of sequential activin and heregulin during stage 4 in the context of activin, heregulin and Wnt at stage 3, human ESCs were differentiated using three conditions: (i) standard protocol (see Table 8; or protocol number 1 in Table 17); (ii) activin (75 ng/mL), heregulin (5 ng/mL) at stage 3;
/mL) and Wnt (50 ng/mL) followed by standard stage 4 factors; and (iii) Activin (75 ng/mL), Heregulin (5 ng/mL) at stage 3;
A combination of Activin (5 ng/mL) and Wnt (50 ng/mL) was administered, followed by additional Activin (5 ng/mL) and Heregulin (5 ng/mL) during stage 4, see Table 17. Flow cytometry was performed after stage 4 for all three conditions, and the PEC cell composition was compared as shown in Table 1.
7. AHW at stage 3 reduced cells committed to the endocrine lineage and increased the non-endocrine (CHGA-) subpopulation content compared to controls (21.8 vs. 42.2 for cells committed to the endocrine lineage subpopulation; 40.1 vs. 2 for the non-endocrine (CHGA-) subpopulation).
7.6), and additional treatment with AH at stage 4 further reduced endocrine lineage-committed cells and further increased the non-endocrine (CHGA-) subpopulation content (6.46 vs. 21.8 for endocrine lineage-committed cells; 7.48 vs. 21.8 for non-endocrine (CHGA-) paternal subpopulation).
2.7 vs. 40.1).

(実施例10)
アクチビン、ヘレグリンおよびWNTの組合せを用いて生成されたPEC移植片は、i
n vivoでグルコース応答機能を向上させた
実施例9は、形態(例えば、分化細胞凝集体の低倍率鏡検像)、QPCRおよびフロー
サイトメトリーデータに基づくと、アクチビン、ヘレグリンおよびWntの組合せ(「A
HW」)が、同時に細胞質量または収量に有害作用を有しないか向上させずに、NGN3
およびNKX2.2発現の抑圧によって観察されるように内分泌系列(CHGA+)分化
に傾倒した細胞を効果的に抑圧し、非内分泌(CHGA-)亜集団を維持または増加させ
ることができるようであることを示した。これらの変化がグルコース応答性インスリン分
泌細胞の最終的な発達および成熟に影響を及ぼすかどうか判定するために、表8による標
準プロトコルまたは表17のプロトコル番号1から作製されたPECと一緒に、AHW導
出PEC凝集体を動物に移植した。
Example 10
PEC grafts generated with a combination of activin, heregulin and WNT were
Example 9 shows that the combination of activin, heregulin and Wnt ("APC") improved glucose response function in vivo based on morphology (e.g., low magnification microscopy of differentiated cell aggregates), QPCR and flow cytometry data.
HW") without simultaneously having any adverse effects or improvements on cell mass or yield, and
We demonstrated that AHW-derived PEC aggregates appear to be able to effectively suppress cells committed to endocrine lineage (CHGA+) differentiation, as observed by suppression of NKX2.2 and NKX2.3 expression, and maintain or increase the non-endocrine (CHGA-) subpopulation. To determine whether these changes affect the ultimate development and maturation of glucose-responsive insulin-secreting cells, AHW-derived PEC aggregates were transplanted into animals along with PECs generated from a standard protocol according to Table 8 or from protocol no. 1 in Table 17.

具体的には、ステージ3で3つの因子(AHW)の組合せ、次にステージ4でアクチビ
ンおよびヘレグリンだけを使用して、ヒト多能性幹細胞を分化させた。対照PECは、実
質的に表8に従って作製した。図14に示すように、8、10、12および14日目に細
胞凝集体をQPCRによって分析した。NKX6.1発現(図14A)によって観察され
るように対照(Con)および改変AHWプロトコルの両方はPECを生成したが、14
日目(ステージ4の後)にAHWを使用するとより頑強なNKX6.1発現がある。同時
に、内分泌系列(CHGA+)に傾倒した細胞の分化は、対照プロトコルと比較して、特
に8日目にNGN3発現の抑圧によって観察されるようにAHWプロトコルで高度に抑制
された(図14B)。
Specifically, human pluripotent stem cells were differentiated using a combination of three factors (AHW) at stage 3, followed by activin and heregulin alone at stage 4. Control PECs were generated substantially according to Table 8. Cell aggregates were analyzed by QPCR at days 8, 10, 12 and 14, as shown in Figure 14. Both the control (Con) and modified AHW protocols generated PECs as observed by NKX6.1 expression (Figure 14A), but only activin and heregulin were differentiated at day 14.
There is more robust NKX6.1 expression using AHW on day 8 (after stage 4). At the same time, differentiation of cells committed to the endocrine lineage (CHGA+) was highly suppressed with the AHW protocol compared to the control protocol, as observed by the suppression of NGN3 expression, especially on day 8 (Figure 14B).

分化の14日目に両方の方法からのPEC凝集体を出願人が所有権を有する植込み型半
透過性封入デバイスに詰め、実質的に前述の通りにSCIDベージュマウスに移植した(
AHWおよび対照方法の各々のためにn=5動物、合計n=10)。移植から11週間後
に、AHWプロトコルを用いて生成されたPECはグルコース投与から1時間(60分)
後にCペプチドが平均約900pMであったが、対照PECはCペプチドが平均400p
Mであった。AHW動物を対照のそれと比較する図15を参照。具体的には、移植から1
1週間後に、AHW移植片を有する5匹のマウスのうちの3匹はヒトCペプチドが平均1
200pM以上(図15、動物番号3514、3516および3518)であったが、対
照動物のCペプチドのレベルは有意により低かった。実際、5匹の対照動物のうちのわず
か1匹が600pM近くのレベルを有した(図15、動物番号3524)。したがって、
Cペプチドレベルに基づくと、移植から11週間後に、グルコース刺激の後のヒトCペプ
チドのレベルによって測定したときに、AHWプロトコルはin vivo機能が少なく
とも2倍向上したPEC集団を生成することができた。これは、より速い熟成時間と潜在
的に相関する。
On day 14 of differentiation, PEC aggregates from both methods were packed into Applicant's proprietary implantable semi-permeable encapsulation devices and transplanted into SCID beige mice essentially as previously described (
(n=5 animals for each of the AHW and control methods, total n=10.) Eleven weeks after transplantation, PECs generated using the AHW protocol were induced 1 hour (60 min) after glucose administration.
After the treatment, C-peptide levels averaged approximately 900 pM, whereas control PECs had C-peptide levels of 400 pM.
See Figure 15, which compares AHW animals with controls.
After one week, three of five mice with AHW grafts had an average of 10% human C-peptide.
200 pM or higher (Figure 15, animal numbers 3514, 3516 and 3518), whereas the levels of C-peptide in control animals were significantly lower. In fact, only one of five control animals had levels approaching 600 pM (Figure 15, animal number 3524). Thus,
Based on C-peptide levels, 11 weeks after transplantation, the AHW protocol was able to generate a PEC population with at least two-fold improved in vivo function as measured by levels of human C-peptide after glucose stimulation, potentially correlating with a faster maturation time.

移植の14週間後に、AHW PEC移植片は対照の移植片に優る性能を示し続け、A
HW PEC移植片についてのグルコース投与の30分後のCペプチド値が、対照移植片
についての投与後60分の値より高かったので、インスリン分泌応答時間はより速かった
(図16)。具体的には、グルコース投与から60分後であったが平均約2300pMで
あった上位3匹の対照動物と比較して、グルコース投与の30分後に、AHW PEC移
植片を有する4匹の動物のうちの3匹は、Cペプチドが平均3500pM以上であった(
図16)。このデータは、3つの成長因子(AHW)の組合せを使用する分化が、試験時
点で性能が優れている(つまり、移植されたAHW導出PEC移植片からのより速いグル
コース応答性を示す、グルコース投与の30分後の増加した血清Cペプチドレベル)か、
標準PECプロトコルより潜在的に強力であるPEC集団を生成することが可能なことを
実証する。いかなる1つの理論にも本出願を限定することなく、AHW PEC移植片の
効力の増加は、AHWの組合せが(1)PECで内分泌系列(CHGA+)に傾倒した細
胞の分化を遅らせるか抑圧した、(2)PECで非内分泌多分化能膵臓前駆体亜集団を増
加させた、および(3)優れた細胞質量を維持したという事実に帰されると考えられてい
る。
Fourteen weeks after transplantation, AHW PEC grafts continued to outperform control grafts,
The insulin secretion response time was faster, as C-peptide values 30 minutes after glucose challenge for the HW PEC grafts were higher than those 60 minutes after challenge for the control grafts (Figure 16). Specifically, 3 of 4 animals with AHW PEC grafts had C-peptide averaging 3500 pM or higher 30 minutes after glucose challenge, compared to the top 3 control animals, which averaged approximately 2300 pM 60 minutes after glucose challenge (Figure 17).
(Figure 16) This data indicates that differentiation using a combination of three growth factors (AHW) outperformed at the time points tested (i.e., increased serum C-peptide levels 30 minutes after glucose challenge, indicating faster glucose responsiveness from transplanted AHW-derived PEC grafts) or
This demonstrates that it is possible to generate PEC populations that are potentially more potent than standard PEC protocols. Without limiting this application to any one theory, it is believed that the increased potency of AHW PEC grafts is attributable to the fact that the AHW combination (1) delayed or suppressed differentiation of cells committed to the endocrine lineage (CHGA+) in the PEC, (2) increased the non-endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulation in the PEC, and (3) maintained superior cell mass.

(実施例11)
膵臓内分泌細胞のin vitro培養
実施例9および10は、ステージ3および4での内分泌系列(CHGA+)に傾倒した
細胞の分化の故意の遅れ、抑圧、抑制または阻害を記載する。in vitroで発達が
進行した内分泌細胞先駆体または内分泌細胞を生成する努力の中で、出願人はステージ5
、6および/または7の間に様々な方法を試験した。例えば、出願人は、どの成長因子が
単独または併用で、内分泌の分化を刺激または誘導、すなわちNGN3発現を誘導するこ
とが可能であるかについて試験した。
(Example 11)
In Vitro Culture of Pancreatic Endocrine Cells Examples 9 and 10 describe the deliberate delay, suppression, inhibition or inhibition of differentiation of cells committed to the endocrine lineage (CHGA+) at stages 3 and 4. In an effort to generate endocrine cell precursors or endocrine cells at advanced stages in vitro, Applicants have cultured cells at stage 5.
Various methods were tested during the study, including 6 and/or 7. For example, Applicants tested which growth factors, alone or in combination, were capable of stimulating or inducing endocrine differentiation, i.e., inducing NGN3 expression.

下記の表17は、PECを生成する標準プロトコル(プロトコル番号1)およびAHW
PECを生成するために使用されるプロトコル(プロトコル番号2)と一緒に、内分泌
生成のための様々な方法を要約する。しかし、表17、プロトコル番号3は、特定の日お
よびステージでのいくつかの成長因子を示し、全ての成長因子を単独あるいは併用で、指
示される正確な日/ステージで使用する必要があるとは限らないことを、出願人は試験し
、当業者は理解する。したがって、表17は、出願人によって試験された多くの繰り返し
(例えば成長因子、持続時間等)を表す。
Table 17 below shows the standard protocol (protocol number 1) for generating PEC and the AHW
Various methods for endocrine generation are summarized along with the protocol (Protocol No. 2) used to generate PECs. However, Applicant has tested, and one of skill in the art will understand, that Table 17, Protocol No. 3, lists several growth factors at specific days and stages, and that not all growth factors, alone or in combination, need to be used on the exact days/stages indicated. Thus, Table 17 represents a number of iterations (e.g., growth factors, duration, etc.) that have been tested by Applicant.

以前、2012年3月6日に発行された米国特許第8,129,182号、ENDOC
RINE PROGENITOR/PRECURSOR CELLS,PANCREAT
IC HORMONE EXPRESING CELLS AND METHODS O
F PRODUCTIONにおいて、出願人は内分泌前駆体/先駆体の生成のためのガン
マセクレターゼ阻害剤の使用を開示した。‘182号の特許に記載され、請求されるよう
に、PDX1陽性膵臓内胚葉細胞分化を内分泌系列にさらに誘導するために、Notch
シグナル伝達を阻害する成長因子または作用物質を解明した。これは、ガンマセクレター
ゼの阻害剤(例えば、DAPTまたはN-[N-(3,5-ジフルオロフェンアセチル)
-L-アラニル]-S-フェニルグリシンt-ブチルエステルおよび関連類似体)の適用
によって達成された。ガンマセクレターゼ阻害剤は、Notch分子の膜内切断をブロッ
クし、それによって活性化されたNotch細胞内ドメインの放出を妨げる。NGN3発
現を誘導するために、例えば、レチノイン酸添加の最終日またはレチノイン酸中止の直後
におけるガンマセクレターゼ阻害剤DAPTの2~4日間の適用が使用された。ここでは
、ステージ5において別のガンマセクレターゼ阻害剤RO44929097が使用された
。表17を参照。
Previously, U.S. Patent No. 8,129,182, issued March 6, 2012, ENDOC
RINE PROGENITOR/PRECURSOR CELLS, PANCREAT
IC HORMONE EXPRESING CELLS AND METHODS O
In F PRODUCTION, Applicants disclosed the use of gamma secretase inhibitors for the generation of endocrine precursors/progenitors. As described and claimed in the '182 patent, Notch 1 is used to further induce PDX1-positive pancreatic endoderm cell differentiation into the endocrine lineage.
Growth factors or agents that inhibit signal transduction have been identified, including inhibitors of gamma secretase (e.g., DAPT or N-[N-(3,5-difluorophenylacetyl)
This was achieved by application of the gamma secretase inhibitor [Gamma Secretase Inhibitor] (Gamma Secretase Inhibitor) (Gamma Secretase Inhibitor) (Gamma Secretase Inhibitor) (L-alanyl-S-phenylglycine t-butyl ester and related analogues). Gamma secretase inhibitors block intramembrane cleavage of the Notch molecule, thereby preventing release of the activated Notch intracellular domain. To induce NGN3 expression, for example, a 2-4 day application of the gamma secretase inhibitor DAPT on the last day of retinoic acid addition or immediately after withdrawal of retinoic acid was used. Here, another gamma secretase inhibitor, RO44929097, was used at stage 5. See Table 17.

表17に示すように、内分泌系列への分化および/またはその成熟を推進するため、ス
テージ6および7の間、それらに限定されないが、BMP4(「BMP」)、Sonic
Hedgehog(「SHH」)、血小板由来成長因子(「PDGF」)、FGF2(
「FGF」)、レチノイン酸および/またはレチノイン酸類似体、例えばTTNPB(「
TTNPB」)、インスリン様成長因子I(IGF-Iまたは「IGF1」)および-I
I(IGF-IIまたは「IGF2」)、ビタミンB3誘導体、ニコチンアミド(「NC
」)またはこれらの成長因子の1つまたは複数の組合せを含む成長因子の組合せを適用し
た。そのような組合せの1つは、表17プロトコル番号3に記載される。
As shown in Table 17, during stages 6 and 7, treatment with agents such as, but not limited to, BMP4 ("BMP"), Sonic
Hedgehog ("SHH"), platelet-derived growth factor ("PDGF"), FGF2 (
"FGF"), retinoic acid and/or retinoic acid analogs, such as TTNPB ("
"TTNPB"), insulin-like growth factor I (IGF-I or "IGF1") and -I
I (IGF-II or "IGF2"), vitamin B3 derivatives, nicotinamide ("NC
") or a combination of one or more of these growth factors was applied. One such combination is described in Table 17, Protocol No. 3.

例えば、実質的に実施例10において上に記載のようにAHWプロトコルから作製され
たPECは、表17プロトコル番号3に従って、一般的に2日間、ステージ5(13日目
および14日目)において1μMのガンマセクレターゼ阻害剤(RO4929097(「
R01」)でさらに処置した。このステージ5の処置は、NGN3発現の誘導およびその
後の内分泌分化をもたらす。さらに、NGN3発現または内分泌分化を誘導するために、
ステージ5および6の間にニコチンアミドが含まれた。NGN3遺伝子発現は、ステージ
4の後(13日目の培養)、ステージ5の後(15日目の培養)およびステージ6の2日
後に、mRNAのNanostring検出によって分析した。図17に示すように、ガ
ンマセクレターゼ阻害剤は、ステージ4の終わり(13日目)のNGN3の低レベル発現
と比較して、15日目のステージ5の後にNGN3発現を強く誘導した。15日目(ステ
ージ6の初日)のガンマセクレターゼ阻害剤の除去の後、17日目に観察されるようにN
GN3発現は減少する(図17)。ステージ5の間のNGN3発現のこの一過性の増加は
、in vivoでのベータ細胞発達の間に観察されるその一過性発現と一貫している。
上記Jorgensenら(2007)を参照する。
For example, PECs generated from the AHW protocol substantially as described above in Example 10 may be cultured according to Table 17, Protocol No. 3, with 1 μM of a gamma secretase inhibitor (RO4929097 ("
This stage 5 treatment results in the induction of NGN3 expression and subsequent endocrine differentiation.
Nicotinamide was included during stages 5 and 6. NGN3 gene expression was analyzed by Nanostring detection of mRNA after stage 4 (day 13 of culture), after stage 5 (day 15 of culture), and 2 days after stage 6. As shown in Figure 17, gamma secretase inhibitors strongly induced NGN3 expression after stage 5 on day 15, compared to the low level expression of NGN3 at the end of stage 4 (day 13). Following removal of gamma secretase inhibitors on day 15 (the first day of stage 6), NGN3 expression increased as observed on day 17.
GN3 expression is decreased (FIG. 17). This transient increase in NGN3 expression during stage 5 is consistent with its transient expression observed during beta cell development in vivo.
See Jorgensen et al. (2007) supra.

ステージのいずれの全日数も変化させることができるし、実際変化し、例えばステージ
5、6および/または7は日数を短くすることができるか、長くすることができる。これ
は、より初期のステージ1、2、3および4にも同様に適用される。
The total number of days for any of the stages can and does vary, for example stages 5, 6 and/or 7 can be shorter or longer in number of days, and this applies to the earlier stages 1, 2, 3 and 4 as well.

さらに、細胞生存および細胞質量および収量を促進するために、ステージ1、2、3、
4、5、6および7のいずれかの間にrhoキナーゼ阻害剤を連続的または断続的に分化
培地に加えてもよい。rhoキナーゼ阻害剤は、例えばステージ1、2および4で、例え
ば細胞質量および収量の維持によって人工多能性幹細胞の分化を促進するようである。
Additionally, to promote cell survival and cell mass and yield, stages 1, 2, 3,
A rho kinase inhibitor may be added to the differentiation medium continuously or intermittently during any of stages 4, 5, 6 and 7. Rho kinase inhibitors appear to promote differentiation of induced pluripotent stem cells, e.g., at stages 1, 2 and 4, e.g., by maintaining cell mass and yield.

さらに、約20日目に(すなわち表17のプロトコル番号3のステージ6と7の間の接
続部)、細胞凝集体を解離および再凝集させることができる。この解離および再凝集は特
定の細胞亜集団を取り除き、こうして主に内分泌および/または内分泌前駆体/先駆体/
前駆(CHGA+)細胞集団を残した。この物理的操作は内分泌集団の分析も容易にし、
必要に応じて精製ステップを構成する。詳細については実施例14を参照する。
Furthermore, at about day 20 (i.e., the junction between stages 6 and 7 of protocol number 3 in Table 17), the cell aggregates can be dissociated and reaggregated. This dissociation and reaggregation removes specific cell subpopulations, thus primarily endocrine and/or endocrine precursor/progenitor/end ...
The progenitor (CHGA+) cell population was left behind. This physical manipulation also facilitated the analysis of endocrine populations,
Purification steps are configured as required, see Example 14 for details.

さらに、ステージ6から開始してステージ7まで、必要に応じて、細胞凝集体を維持し
、および/または内分泌細胞が細胞凝集体から移動するのを防ぐのを助けるために、非常
に低い濃度、例えば約0.05%のマトリゲルを使用してもよい。マトリゲルまたは任意
の他の複合細胞基質の使用は、特定の細胞凝集体自体(例えば下記のようにPEC凝集体
、内分泌前駆/先駆細胞凝集体等)、および潜在的には細胞凝集体が導出したPSC系に
依存してもよい。実質的に同様の機能を実行するために、他の複合基質または規定の基質
、例えば血清、ラミニン、フィブロネクチン、コラーゲンおよび他の細胞外基質タンパク
質を使用することができる可能性がある。詳細については実施例14を参照する。
Additionally, starting from stage 6 to stage 7, Matrigel may be used at very low concentrations, e.g., about 0.05%, as needed, to help maintain the cell aggregates and/or prevent endocrine cells from migrating out of the cell aggregates. The use of Matrigel or any other composite cell matrix may depend on the particular cell aggregates themselves (e.g., PEC aggregates, endocrine precursor/precursor cell aggregates, etc., as described below), and potentially the PSC lineage from which the cell aggregates were derived. Other composite or defined matrices, such as serum, laminin, fibronectin, collagen, and other extracellular matrix proteins, may potentially be used to perform substantially similar functions. See Example 14 for details.

ステージ6または7で、またはステージ6の間、例えば16日目、17日目または18
日目から開始して、インスリン様成長因子(IGF)1および/または2(IGF1また
はIGF2)を添加してもよい。表17に従って実質的に上記のように多能性幹細胞を分
化させたが、ステージ6の間、特に17日目に約3日間に、50もしくは200ng/m
LのIGF1、または25もしくは100ng/mLのIGF2を細胞培養に加えた。ス
テージ6の後(20日目)、Nanostringを使用してmRNAについて細胞凝集
体を分析した。これらの予備研究は、IGF2がIGF1よりINS発現を誘導する能力
が高い(データ示さず)ことを示したが、より長い処置はIGF2だけまたはIGF1ま
たは2つの組合せからより頑強な影響を生成することができた。
At stage 6 or 7, or during stage 6, e.g., day 16, 17 or 18
Beginning on day 17, insulin-like growth factor (IGF) 1 and/or 2 (IGF1 or IGF2) may be added. Pluripotent stem cells were differentiated substantially as described above according to Table 17, except that during stage 6, specifically on day 17, insulin-like growth factor (IGF) 1 and/or 2 (IGF1 or IGF2) was added at 50 or 200 ng/m
L of IGF1, or 25 or 100 ng/mL IGF2 were added to the cell cultures. After stage 6 (day 20), cell aggregates were analyzed for mRNA using Nanostring. These preliminary studies showed that IGF2 was more capable of inducing INS expression than IGF1 (data not shown), but longer treatments could produce more robust effects from IGF2 alone or IGF1 or the combination of the two.

表17は特定の濃度での様々な成長因子の使用を記載するが、本発明は、本明細書に記
載される特定の濃度に限定されず、その理由は、成長因子濃度の改変は当技術分野で標準
であり、実際、少なくともアクチビンおよびヘレグリンレベルの変化ならびに細胞の分化
および構成に及ぼすそれらの影響により上の実施例に記載されていることを当業技術者が
認めるからである。本明細書の改変には、限定されずに、5、10、20、50から10
0ng/mLのアクチビン;5、25、50から75ng/mLのWnt;2、5、10
、30ng/mLのヘレグリン;10から200ng/mLのsonic hedgeh
og(SHH);10から100ng/mLのPDGF;10から20ng/mLのBM
P;2から20ng/mLのFGF2;ならびに25から200ng/mLのIGF1お
よび/またはIGF2が含まれる。さらに、これらの因子の組合せのいずれも使用するこ
とができ、それらが使用されるステージまたは期間は、記載される本発明から逸脱せずに
かなりの程度でさえ変化させることができる。
While Table 17 describes the use of various growth factors at specific concentrations, the invention is not limited to the specific concentrations described herein, as one of skill in the art will recognize that modifying growth factor concentrations is standard in the art and, indeed, is described in the examples above at least by altering activin and heregulin levels and their effects on cell differentiation and organization. Modifications herein include, but are not limited to, concentrations of 5, 10, 20, 50 to 10
0 ng/mL activin; 5, 25, 50 to 75 ng/mL Wnt; 2, 5, 10
, 30 ng/mL heregulin; 10 to 200 ng/mL sonic hedgehog
og(SHH); 10 to 100 ng/mL PDGF; 10 to 20 ng/mL BM
and 25 to 200 ng/mL of IGF1 and/or IGF2. Furthermore, any combination of these factors can be used, and the stage or duration at which they are used can be varied even to a considerable extent without departing from the invention as described.

(実施例12)
膵臓内分泌細胞のin vivo機能
今日まで、PSCからin vitroで生成された内分泌細胞の濃縮集団は、in
vivoでグルコース応答性インスリン分泌ベータ細胞を生成していない。したがって、
出願人は、表17による、上の実施例11で記載される上の方法が、in vivoでグ
ルコース応答性である最初のin vitro内分泌細胞を生成することができるかどう
か試験した。
Example 12
In vivo function of pancreatic endocrine cells To date, enriched populations of endocrine cells generated in vitro from PSCs have not been shown to function in vivo.
We have not generated glucose-responsive insulin-secreting beta cells in vivo.
Applicants tested whether the above method according to Table 17 and described in Example 11 above could generate the first in vitro endocrine cells that are glucose responsive in vivo.

ステージ1~5について表17のプロトコル番号3に従ってヒト多能性幹細胞を分化さ
せたが、ステージ6および7では、B-27補助剤を有する基礎DMEM培地に加えてF
BS、マトリゲルおよびrhoキナーゼ阻害剤だけを使用した。ステージ5(d13)お
よび6(d15)の最初、ならびにステージ6(d20)および7(d26)の最後の時
点で、RNA発現をNanostringによって分析した。図18A~Dおよび19A
~Dは、PDX1、NKX6.1、SOX9およびPTF1Aを含む非内分泌多分化能膵
臓前駆体亜集団マーカー、ならびにインスリン(INS)、グルカゴン(GCG)、ソマ
トスタチン(SST)およびグレリン(GHRL)を含む内分泌細胞マーカーの相対的な
mRNA発現レベルを示す。ステージ4の終わりに(13日目)、PDX1、SOX9、
NKX6.1およびPTF1Aは全て高度に発現された。内分泌の分化または誘導が起こ
るに従い(15日目)、これらのマーカーは全てステージ5の間に低減する。さらに、ス
テージ6の終わり(20日目)またはステージ7の開始までに、PDX1、NKX6.1
およびPTF1AのmRNAレベルは減少していたが、同時にINS、GCG、GHRL
およびSSTのmRNAレベルは増加していた(20日目の図18A~Dおよび図19A
~Dを比較する)。具体的には、ステージ5および6を通してのPDX1およびPFT1
A発現の減少、ならびにINS、GCG、GHRLおよびSSTの相対的なmRNA発現
の劇的な付随する増加は、ステージ3および4でのアクチビン、ヘレグリンおよびWnt
の組合せ(AHW)、特にアクチビンに起因する。すなわち、ステージ3および4へのア
クチビンの組入れは、ステージ3および4で内分泌分化を抑圧したが、ステージ5でのガ
ンマセクレターゼはステージ5、6および7で内分泌分化を誘導した。示したより早い時
点と比較したときの20日目および26日目(ステージ6および7)のNKX6.1発現
の類似のレベルは、このマーカーが膵臓内分泌細胞ならびに非内分泌多分化能膵臓前駆体
亜集団で発現されることと一貫している。したがって、後のステージ(例えばステージ5
、6および7)では、細胞は内分泌分化の方に誘導されたが、より早いステージのステー
ジ3および4ではそれらは内分泌分化が抑制された。
Human pluripotent stem cells were differentiated according to protocol number 3 in Table 17 for stages 1-5, but for stages 6 and 7, in addition to basal DMEM medium with B-27 supplement, F
Only BS, Matrigel and rho kinase inhibitor were used. RNA expression was analyzed by Nanostring at the beginning of stages 5 (d13) and 6 (d15) and at the end of stages 6 (d20) and 7 (d26).
1-D show the relative mRNA expression levels of non-endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulation markers, including PDX1, NKX6.1, SOX9, and PTF1A, and endocrine cell markers, including insulin (INS), glucagon (GCG), somatostatin (SST), and ghrelin (GHRL). At the end of stage 4 (day 13), PDX1, SOX9,
NKX6.1 and PTF1A were all highly expressed. As endocrine differentiation or induction occurs (day 15), these markers all decrease during stage 5. Furthermore, by the end of stage 6 (day 20) or the beginning of stage 7, PDX1, NKX6.1
and PTF1A mRNA levels were decreased, while at the same time, INS, GCG, GHRL
and SST mRNA levels were increased (Fig. 18A-D and Fig. 19A on day 20).
Specifically, PDX1 and PFT1 through stages 5 and 6
The decrease in A expression and the dramatic concomitant increase in the relative mRNA expression of INS, GCG, GHRL and SST are consistent with the upregulation of activin, heregulin and Wnt mRNAs at stages 3 and 4.
The combination of NKX6.1 and gamma secretase (AHW), particularly activin, is responsible for the endocrine differentiation at stages 3 and 4, whereas incorporation of activin at stage 5 induced endocrine differentiation at stages 5, 6, and 7. The similar levels of NKX6.1 expression at days 20 and 26 (stages 6 and 7) compared to the earlier time points shown is consistent with this marker being expressed in pancreatic endocrine cells as well as non-endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulations. Thus, the incorporation of activin at stages 3 and 4 repressed endocrine differentiation at stages 3 and 4, whereas incorporation of gamma secretase at stage 5 induced endocrine differentiation at stages 5, 6, and 7. The similar levels of NKX6.1 expression at days 20 and 26 (stages 6 and 7) compared to the earlier time points shown is consistent with this marker being expressed in pancreatic endocrine cells as well as non-endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulations. Thus, the incorporation of activin at later stages (e.g., stage 5) suppressed endocrine differentiation at stages 3 and 4, whereas incorporation of gamma secretase at stage 5 induced endocrine differentiation at stages 5, 6, and 7.
, 6 and 7) induced the cells towards endocrine differentiation, whereas at the earlier stages, stages 3 and 4, they were inhibited from endocrine differentiation.

ステージ6の後、細胞凝集体は解離され、再凝集されたが(下の実施例14でさらに詳
細に記載される)、そのことは特定のPEC亜集団、例えば非内分泌(CHGA-)細胞
を含む、ステージ3および4の間に作製される一部の細胞型を除去した。非内分泌(CH
GA-)亜集団および/または外分泌および/または外分泌前駆細胞および/または管お
よび/または管前駆細胞の除去は、再凝集の後のSOX9およびPTF1Aの劇的な減少
によって確かめることができる(図18、20日目と26日目を比較する)。ステージ7
の後、26日目に内分泌細胞をデバイスに詰め、実質的にSCIDベージュマウスへの移
植(または埋め込み)について前述の通りに、27日目にRAG2マウスに移植した。図
20は、絶食およびグルコース投与またはチャレンジから1時間(60分)後の、血清中
のヒトCペプチドレベルを示す。ヒト血清Cペプチドによって観察されるように、移植後
10週時に、全ての5匹の動物はインスリンを生成していた。移植後15週時に(図21
)、移植後10週時のレベルと比較して全ての動物はインスリン生成レベルの増加を示し
、5匹の動物のうちの2匹はCペプチドが平均1500pMであって、それはin vi
voでの頑強なグルコース応答性の証拠である。
After stage 6, the cell aggregates were dissociated and reaggregated (described in more detail in Example 14 below), which removed some cell types generated during stages 3 and 4, including certain PEC subpopulations, e.g., non-endocrine (CHGA-) cells.
The ablation of GA- subpopulation and/or exocrine and/or exocrine progenitor cells and/or ductal and/or ductal progenitor cells can be confirmed by the dramatic decrease in SOX9 and PTF1A after reaggregation (Figure 18, compare days 20 and 26).
After this, the endocrine cells were loaded into the devices on day 26 and implanted into RAG2 mice on day 27, essentially as described above for implantation (or implantation) into SCID beige mice. Figure 20 shows human C-peptide levels in serum one hour (60 minutes) after fasting and glucose administration or challenge. At 10 weeks post-implantation, all five animals were producing insulin, as observed by human serum C-peptide. At 15 weeks post-implantation (Figure 21),
), all animals showed increased insulin production levels compared to levels at 10 weeks post-implantation, with two of the five animals showing an average C-peptide level of 1500 pM, which is consistent with in vivo
This is evidence of robust glucose responsiveness in vo.

26日目にデバイスに内分泌細胞を詰める前に、例えば、いかなる残りの非内分泌多分
化能膵臓前駆体亜集団からではなく、ステージ6および7からの移植内分泌細胞から機能
的ベータ細胞が発達し、成熟し、生じたことを検証するために、試料をとった。内分泌お
よび非内分泌マーカーの両方を使用する免疫細胞化学を、試料で実施した。DAPI(図
22A)、NKX6.1およびクロモグラニンA(図22B)を使用して、26日目の試
料の凍結切片を抗体で同時染色した(図22B)。大多数のNKX6.1陽性(赤色)細
胞は、内分泌マーカークロモグラニン(CHGA+)に対しても陽性に染色されることは
明らかである。したがって、CHGA-/NKX6.1+細胞の欠如が示すように、非内
分泌多分化能膵臓前駆細胞は、これらの内分泌細胞調製物中にはいかなる有意な数でも存
在しないように見える。
Prior to loading the devices with endocrine cells on day 26, samples were taken to verify that functional beta cells had developed, matured, and arisen from the transplanted endocrine cells from stages 6 and 7, for example, and not from any remaining non-endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulation. Immunocytochemistry using both endocrine and non-endocrine markers was performed on the samples. Frozen sections of day 26 samples were co-stained with antibodies using DAPI (FIG. 22A), NKX6.1, and chromogranin A (FIG. 22B). It is clear that the majority of NKX6.1 positive (red) cells also stain positive for the endocrine marker chromogranin (CHGA+). Thus, non-endocrine multipotent pancreatic progenitor cells do not appear to be present in any significant numbers in these endocrine cell preparations, as indicated by the lack of CHGA-/NKX6.1+ cells.

これらの同じ内分泌細胞凝集体の試料も、INS、NKX6.1およびPDX1につい
て同時染色した(図23A~B)。図23A~Bは、大部分のインスリン発現細胞もNK
X6.1およびPDX1を発現することを示した。PSCからのin vitro導出イ
ンスリン発現細胞の以前に公表された報告が、NKX6.1および/またはPDX1を同
時発現しなかったことを考慮すると、これは意外な結果である。Geron Corpo
rationおよびJiangら(2007)への米国特許第7,033,831号およ
び関連出願、Generation of insulin-producing is
let-like clusters from human embryonic s
tem cells、Stem Cells 2007 Aug;25(8):1940
~53頁を参照。Epub 2007 May 17。
Samples of these same endocrine cell aggregates were also co-stained for INS, NKX6.1 and PDX1 (FIGS. 23A-B).
This is an unexpected result, given that previously published reports of in vitro derived insulin-expressing cells from PSCs did not co-express NKX6.1 and/or PDX1.
No. 7,033,831 to Jiang et al. (2007) and related applications,
Let-like clusters from human embryonic
Stem Cells, Stem Cells 2007 Aug;25(8):1940
See pages 53 to 53 of Epub 2007 May 17.

総合すると、このデータは、初めて、in vitroのPSC導出内分泌細胞培養が
、(1)in vitroでINS、PDX1およびNKX6.1を同時発現することが
でき、in vitroでグルコース応答性のようであり;かつ(2)in vivoで
グルコース応答性インスリン分泌細胞を生成することができるという動かぬ証拠を提供す
る。
Taken together, this data provides the first compelling evidence that in vitro PSC-derived endocrine cell cultures (1) can co-express INS, PDX1 and NKX6.1 in vitro and appear glucose responsive in vitro; and (2) can generate glucose-responsive insulin-secreting cells in vivo.

(実施例13)
レチノイン酸、ニコチンアミドおよびBMPは、内分泌細胞でPDX1およびNKX6
.1の発現を増加させる
成熟したベータ細胞の特質は、PECの非内分泌(CHGA-)亜集団で見られるレベ
ルに対して、個々の細胞レベルでそれらがNKX6.1およびPDX1を上方制御すると
いうことである。実施例11および12は、大部分の細胞がPECの非内分泌(CHGA
-)亜集団で観察されるものに類似したNKX6.1およびPDX1の発現レベルを有す
る、内分泌細胞生成を記載した。したがって、インスリン陽性の内分泌細胞で少なくとも
これらの2つのマーカーの発現を特異的に増強する成長因子を同定することが望ましい。
(Example 13)
Retinoic acid, nicotinamide, and BMP upregulate PDX1 and NKX6 in endocrine cells
A hallmark of mature beta cells is that they upregulate NKX6.1 and PDX1 at the individual cell level relative to the levels seen in the non-endocrine (CHGA-) subpopulation of PEC. Examples 11 and 12 show that the majority of cells are in the non-endocrine (CHGA-) subpopulation of PEC.
-) described the generation of endocrine cells with expression levels of NKX6.1 and PDX1 similar to those observed in a subpopulation. It is therefore desirable to identify growth factors that specifically enhance the expression of at least these two markers in insulin-positive endocrine cells.

2つの候補因子には、TTNPB、レチノイン酸またはレチノイド類似体、およびBM
P4、トランスフォーミング成長因子βスーパーファミリーの一部である骨形成タンパク
質ファミリーのメンバーを含む。TTNPBおよびBMP4は、ステージ6および7で様
々な組合せで、および様々な濃度で試験されたが、一般的にはそれぞれ0.5nMおよび
10ng/mLであった。図24のNanostring mRNA分析によって示すよ
うに、ステージ6および7、もしくはステージ7だけでのBMP、またはTTNPBと組
み合わせたBMPは、インスリンおよびPDX1の発現を同時に増加させることができる
(図24AとC)。対照的に、これらの同じステージ(ステージ6と7およびステージ7
だけ)での単独のTTNPBは、単独のBMPと比較してPDX1発現を増加させないよ
うであり、わずかにPDX1発現を減少させるようでさえある(図24Cの4欄および5
欄を2欄および3欄と比較する)。全ての条件(BMPだけ、TTNPBだけ、BMPお
よびTTNPBの組合せ、各処置はステージ6と7、またはステージ7だけ)下で、NK
X6.1発現は比較的安定しているので、NKX6.1発現に及ぼすBMPの影響は不明
瞭である。BMP特異性のさらなる指標として、BMPは、BMP4を含むTGF-βス
ーパーファミリーのメンバーによって調節されることが知られている分化阻害剤(ID)
遺伝子発現(例えば、ID1)を上方制御することも観察された(図24D)。したがっ
て、いかなる1つの理論にも本出願を限定することなく、BMPはPDX1およびID1
の上方制御を選択的に誘導する因子のようである。
The two candidate factors are TTNPB, retinoic acid or a retinoid analog, and BM
P4, a member of the bone morphogenetic protein family that is part of the transforming growth factor beta superfamily. TTNPB and BMP4 were tested in various combinations and at various concentrations at stages 6 and 7, typically 0.5 nM and 10 ng/mL, respectively. As shown by Nanostring mRNA analysis in FIG. 24, BMP at stages 6 and 7, or at stage 7 alone, or BMP in combination with TTNPB can simultaneously increase the expression of insulin and PDX1 (FIGS. 24A and C). In contrast, these same stages (stages 6 and 7 and stage 7) were significantly higher in both the aged and healthy subjects, and the expression of insulin and PDX1 was significantly higher in the aged subjects.
TTNPB alone (only BMP) does not appear to increase PDX1 expression compared to BMP alone and even appears to slightly decrease PDX1 expression (Figure 24C, columns 4 and 5).
Compare columns 2 and 3. Under all conditions (BMP alone, TTNPB alone, combination of BMP and TTNPB, each treatment at stages 6 and 7, or stage 7 only), NK
Since NKX6.1 expression is relatively stable, the effect of BMPs on NKX6.1 expression is unclear. As a further indication of BMP specificity, BMPs express differentiation inhibitors (IDs) that are known to be regulated by members of the TGF-β superfamily, including BMP4.
It was also observed that BMP upregulates gene expression (e.g., ID1) (FIG. 24D). Thus, without limiting the present application to any one theory, it is believed that BMP upregulates PDX1 and ID1.
It appears to be a factor that selectively induces the upregulation of

これらのマーカーのあるものが任意の1つの細胞で同時発現されたかどうか判定するた
めに、内分泌細胞凝集体を分化の27日目(ステージ7の後)に固定し、凍結切片を調製
して、Cペプチド、NKX6.1およびPDX1のために免疫細胞化学(ICC)によっ
て染色した。図25~28を参照する。ここでは、INSによる染色の代わりに、細胞を
Cペプチド、プロインスリンの中央断片に対する抗体で染色し、したがって、この染色は
インスリン発現細胞の指標ともなる(図25)。ICCの結果は上のNanostrin
gのデータと一貫していた、すなわち、ステージ6および7、またはステージ7だけでの
単独の、またはTTNPBと組み合わせたBMPは、インスリン(Cペプチド)発現細胞
でPDX1発現を誘導することが可能であった(図25および26)。
To determine whether any of these markers were co-expressed in any one cell, endocrine cell aggregates were fixed on day 27 of differentiation (after stage 7), cryosections were prepared and stained by immunocytochemistry (ICC) for C-peptide, NKX6.1 and PDX1. See Figures 25-28. Here, instead of staining with INS, cells were stained with an antibody against C-peptide, the central fragment of proinsulin, and thus this staining is also indicative of insulin-expressing cells (Figure 25). The ICC results are shown in Nanostrins, supra.
Consistent with the data in g, BMP alone or in combination with TTNPB at stages 6 and 7, or at stage 7 alone, was able to induce PDX1 expression in insulin (C-peptide)-expressing cells (Figures 25 and 26).

mRNAのデータが、単独または組み合わせたBMPおよびTTNPBがNKX6.1
発現にほとんど影響を及ぼさなかったことを示唆したという事実にもかかわらず、ICC
研究は、細胞レベルにおいてNKX6.1およびCペプチド(またはインスリン)発現細
胞の同時発現がかなり頑強であること(図27および28)、すなわち、NKX6.1染
色が明るく、非内分泌多分化能膵臓前駆体亜集団で観察されるものよりしばしば明るくも
あることを示した。したがって、NKX6.1発現は、大部分Cペプチド(またはインス
リン)発現細胞と同時発現されるようである。合わせたmRNA(Nanostring
)およびタンパク質(ICC)データは、特定の場面では、細胞型を初期に特徴付けるた
めにただ1つの方法論を使用することに限界がある可能性も実証する。したがって、IC
Cデータは、ステージ6および7またはステージ7だけでの単独またはTTNPBと組み
合わせたBMPが、Cペプチド(またはインスリン)発現細胞でPDX1およびNKX6
.1のレベルを増加させることが可能であったことを実証した(図27および28)。2
つの因子を組み合わせて使用するときに最も強力な影響が観察されるが、BMP単独でも
同じことが可能である。TTNPBも、PDX1およびNKX6.1を独立して調節して
いる可能性がある。例えば、ステージ7の間でより少ない日数、例えば2、3または4日
間のTTNPB処置は、BMPの存在なしでNKX6.1の発現を誘導することができた
(データ示さず)。したがって、これらの成長因子の使用は、特にTTNPBについては
、時間依存性である可能性がある。
mRNA data show that BMP and TTNPB, alone or in combination, inhibit NKX6.1
Despite the fact that the results suggested that the expression of
Studies have shown that at the cellular level, the co-expression of NKX6.1 and C-peptide (or insulin) expressing cells is quite robust (Figs. 27 and 28), i.e., NKX6.1 staining is bright and often brighter than that observed in non-endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulations. Thus, NKX6.1 expression appears to be largely co-expressed with C-peptide (or insulin) expressing cells. Combined mRNA (Nanostring
) and protein (ICC) data also demonstrate that in certain situations there may be limitations to using only one methodology to initially characterize a cell type.
C Data show that BMP alone or in combination with TTNPB at stages 6 and 7 or at stage 7 alone reduces PDX1 and NKX6 in C-peptide (or insulin) expressing cells.
We demonstrated that it was possible to increase the levels of .1 in the IL-1-binding domain (Figures 27 and 28).
The strongest effect is observed when the two factors are used in combination, but the same is possible with BMP alone. TTNPB may also regulate PDX1 and NKX6.1 independently. For example, TTNPB treatment for fewer days during stage 7, e.g., 2, 3 or 4 days, was able to induce NKX6.1 expression without the presence of BMP (data not shown). Thus, the use of these growth factors may be time-dependent, especially for TTNPB.

特にニコチンアミドに関して、図29は、ステージ6の培養条件でのニコチンアミドが
、INSを増加させ、GCG発現を減少させて、INS/GCG発現比の3倍の増加をも
たらすことを示す。ニコチンアミドの機能は不明であるが、PARP-1、ポリ(アデノ
シン三リン酸[ADP]-リボース)ポリメラーゼ-1の阻害によって、およびNAD+
消失を阻止することによって、ストレプトゾトシン処置から生じる齧歯動物でのベータ細
胞減少をニコチンアミドが阻止すると報告されている。Masiello、P.ら(19
98)Experimental NIDDM Development of a N
ew Model in Adult Rats Administered Stre
ptozotocin and Nicotinamide、Diabetes、47(
2):224~9頁を参照。ニコチンアミドは、ヒト胎児の島で内分泌の分化およびイン
スリン含有量を増加させることもできる。Otonkoski T.ら(1993)、N
icotinamide is a potent inducer of endoc
rine differentiation in cultured human f
etal pancreatic cells.J Clin Invest 92:1
459~1466頁を参照。
With regard to nicotinamide specifically, FIG. 29 shows that nicotinamide in stage 6 culture conditions increases INS and decreases GCG expression, resulting in a three-fold increase in the INS/GCG expression ratio. The function of nicotinamide is unclear, but it is thought to play a role through inhibition of PARP-1, poly(adenosine triphosphate [ADP]-ribose) polymerase-1, and NAD+
Nicotinamide has been reported to prevent beta cell loss in rodents resulting from streptozotocin treatment by blocking their loss. Masiello, P. et al.
98) Experimental NIDDM Development of a N
ew Model in Adult Rats Administered Store
Ptozotocin and Nicotinamide, Diabetes, 47 (
2): 224-9. Nicotinamide can also increase endocrine differentiation and insulin content in human fetal islets. Otonkoski T. et al. (1993) N
Icotinamide is a potent inducer of endoc
Line differentiation in cultured human
et al panicleatic cells. J Clin Invest 92:1
See pages 459-1466.

さらに、成熟したベータ細胞は高レベルのPDX1およびNKX6.1をin viv
oで発現し、高レベルのPDX1およびNKX6.1は適切な機能のために必要である。
したがって、BMPおよびTTNPBと組み合わせたBMPは、インスリン陽性細胞で両
方のマーカーの高い発現を誘導することによって、in vivoだけでなく潜在的にi
n vitroでもグルコース応答性である内分泌細胞を作製することが可能であること
を初めて示す。
Furthermore, mature beta cells express high levels of PDX1 and NKX6.1 in vivo.
o and high levels of PDX1 and NKX6.1 are required for proper function.
Therefore, BMP and BMP combined with TTNPB could potentially inhibit insulin-induced inflammatory responses not only in vivo but also in vivo by inducing high expression of both markers in insulin-positive cells.
We show for the first time that it is possible to generate endocrine cells that are glucose responsive even in vitro.

上記のように、ステージ6および7のための日数は厳格でなく、短くするか、または長
くすることさえでき、特に、本明細書に記載されるのと、および表17によるのと実質的
に同じ成長因子を使用する場合には、それぞれステージ6および7のための5日間および
10日間は容易に操作することができるので、当業技術者はこれを認識する。
As noted above, the number of days for stages 6 and 7 is not critical and can be shorter or even longer, with one of skill in the art recognizing this, as the 5 and 10 days for stages 6 and 7, respectively, can be easily manipulated, particularly when using substantially the same growth factors as described herein and according to Table 17.

(実施例14)
マトリゲルは、単独でおよびrhoキナーゼ阻害剤と一緒に、PECおよび内分泌細胞
凝集体の細胞接着を向上させる
上の実施例11では、細胞凝集体は、ステージ6と7の間で解離および再凝集または再
結合された。実質的に上記Schulzらに記載されるように、解離は20日目または2
0日目頃にAccutaseを使用して実施し、回転培養で再凝集させた。上記Kell
yら(2011)により詳細に記載されるように、再凝集は、特定のPEC亜集団、例え
ば任意の残りの非内分泌(CHGA-)亜集団ならびに他の非内分泌細胞を取り除く。内
分泌細胞は互いに親和性を有するが、この相互作用はin vitroで比較的弱く、ス
テージ6/7での再凝集細胞でさえゆるく結合しているだけだった。したがって、内分泌
細胞凝集体の中で細胞間相互作用を増加させるそれらの能力について様々な因子および作
用物質を試験するための研究を実施した。
(Example 14)
Matrigel alone and together with a rho kinase inhibitor enhances cell adhesion of PEC and endocrine cell aggregates. In Example 11 above, cell aggregates were dissociated and reaggregated or reassociated between stages 6 and 7. Dissociation was performed on days 20 or 24, essentially as described in Schulz et al., supra.
On day 0, the cells were aggregated again using Accutase and then rotated.
As described in detail by Fischer et al. (2011), reaggregation removes certain PEC subpopulations, such as any remaining non-endocrine (CHGA-) subpopulations, as well as other non-endocrine cells. Although endocrine cells have an affinity for each other, this interaction is relatively weak in vitro, and even reaggregated cells at stage 6/7 were only loosely associated. Therefore, studies were performed to test various factors and agents for their ability to increase cell-cell interactions within endocrine cell aggregates.

Y-27632、rhoキナーゼ阻害剤、および希釈マトリゲル(0.05v/v%)
の添加は、再凝集内分泌細胞凝集体のよりタイトな細胞結合を促進することができること
が発見された。Y-27632とマトリゲルの組合せは、いずれかの構成要素単独より、
少なくとも例えば細胞凝集体の細胞間相互作用を増加させた。
Y-27632, a rho kinase inhibitor, and diluted Matrigel (0.05% v/v)
It was found that the addition of Y-27632 to Matrigel can promote tighter cell junctions in reaggregated endocrine cell aggregates.
At least for example, cell-cell interactions of cell aggregates were increased.

20日目に実質的に実施例12に記載されているように生成された分化培養を、Acc
utaseで解離し、5%FBS(FBSのより低い濃度、すなわち2%または1%も有
効である)およびDNアーゼによってdbで再凝集させた。Y-27632は再凝集培地
に含まれなかったが、その理由は、そうすることが新たに形成された凝集体への非内分泌
(CHGA-)亜集団ならびに他の非内分泌細胞の組込みをもたらすからである。次の日
とその後の毎日、細胞凝集体をY-27632またはマトリゲルまたは両構成要素で処置
した。図30に示す通り、凝集から1、2および3日後に立体顕微鏡画像をとった。図3
0は、マトリゲル、Y-27632およびdb-FBSの組合せが最も有効だったことを
実証する。この組合せは、db-FBSだけ、またはdb-FBSおよびマトリゲル、ま
たはdb-FBSおよびY-27632の使用より有効であった(図30A~Dを比較す
る)。組み合わせた作用物質を使用した細胞凝集体は、全ての他の試料より形態学的にタ
イトであるようだった(図30D)。作用物質が細胞間接触および細胞と基質の間の相互
作用を向上させる可能性があるが、FBSがなく、マトリゲルおよびY-27632だけ
での後の実験は、同じ結果を提供した。これらのよりタイトな細胞凝集体は、形態学的に
より器官組織様に見える。これは有利であり、その結果、回転培養、デバイスへの詰め込
み、移植のための処理からくるストレスに細胞凝集体はより耐えることができ、向上した
in vitroおよびin vivoでの発達ならびに成熟等を有する。
On day 20, differentiation cultures generated substantially as described in Example 12 were cultured in Acc.
The cells were dissociated with utase and reaggregated in db with 5% FBS (lower concentrations of FBS, i.e. 2% or 1% are also effective) and DNase. Y-27632 was not included in the reaggregation medium because doing so would result in the incorporation of the non-endocrine (CHGA-) subpopulation as well as other non-endocrine cells into the newly formed aggregates. The next day and every day thereafter, the cell aggregates were treated with Y-27632 or Matrigel or both components. Stereomicroscope images were taken 1, 2 and 3 days after aggregation as shown in FIG. 30.
Figure 30 demonstrates that the combination of Matrigel, Y-27632 and db-FBS was the most effective. This combination was more effective than the use of db-FBS alone, or db-FBS and Matrigel, or db-FBS and Y-27632 (compare Figures 30A-D). The cell aggregates using the combined agents appeared morphologically tighter than all other samples (Figure 30D). Although it is possible that the agents improve cell-cell contact and cell-substrate interactions, subsequent experiments without FBS and with Matrigel and Y-27632 alone provided the same results. These tighter cell aggregates appear morphologically more organ tissue-like. This is advantageous so that the cell aggregates are better able to withstand the stresses of rolling, packing into devices, processing for implantation, and have improved in vitro and in vivo development and maturation, etc.

(実施例15)
いかなるノギンも、限定的内分泌細胞含有量で、およびPEC集団の分別または精製の
必要なしに、非内分泌多分化能前駆体亜集団が濃縮されたPECを生成しない
上記のように、非内分泌多分化能膵臓前駆体亜集団(CHGA-)が高度に濃縮されて
いるが、内分泌系列(CHGA+)に傾倒した細胞が比較的豊富であるPEC集団(ステ
ージ4)の生成が望ましい。そのような細胞集団は、例えば、内分泌系列細胞へのそれら
の分化を特異的に誘導する分子または条件についてスクリーニングするのに有益である可
能性がある。この活性を有する化合物は、in vivoまたはex vivoでの膵臓
ベータ細胞を含む内分泌細胞を生成するための再生医療適用に有益である可能性がある。
細胞死および他の理由のために、より複雑な細胞混合物からの特定の細胞集団の分別およ
び精製は効率の減少を伴うことが知られているので、効率的な誘導分化だけを通し、した
がって精製ステップを必要とせずに、所望の表現型のために高度に濃縮された細胞集団を
作製することができることが有益である。
(Example 15)
No Noggin Generates PECs Enriched for Non-Endocrine Multipotent Progenitor Subpopulations with Limited Endocrine Cell Content and Without the Need for Fractionation or Purification of the PEC Population As noted above, it is desirable to generate a PEC population (Stage 4) that is highly enriched for non-endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulations (CHGA-), but relatively enriched for cells committed to the endocrine lineage (CHGA+). Such cell populations could be useful, for example, to screen for molecules or conditions that specifically induce their differentiation into endocrine lineage cells. Compounds with this activity could be useful in regenerative medicine applications to generate endocrine cells, including pancreatic beta cells, in vivo or ex vivo.
Because fractionation and purification of specific cell populations from more complex cell mixtures is known to be accompanied by diminishing efficiency due to cell death and other reasons, it would be beneficial to be able to create cell populations highly enriched for a desired phenotype solely through efficient directed differentiation, and thus without the need for a purification step.

実質的にステージ1~4のために表17のプロトコル番号1で、および上記Schul
zら(2012)に上記の通りに、未分化ヒトESCを増殖、分化させたが、ステージ3
、4の三(3)日間に以下の異なる条件を比較した:(i)全3日間に0ノギン(「ノギ
ンなし」);(ii)50ng/mLのノギンを1日、および追加のノギンなしが2日間
;(iii)50ng/mLのノギンを2日、および追加のノギンなしが1日間;および
(iv)50ng/mLのノギンを3日間。ステージ3の後、これらの条件(i)から(
iv)の各々は、追加のノギンのない、表8および表17による標準のステージ4分化培
地カクテルを次に受けた。ステージ4の後のフローサイトメトリー分析は、ノギンなしが
、内分泌系列(CHGA+)に傾倒した細胞が5%未満の、90%を超える非内分泌多分
化能膵臓前駆体亜集団を生成することを実証した。表17を参照する。さらに、ノギン処
置の各追加日では、より少ない非内分泌多分化能膵臓前駆体亜集団が生成された(ノギン
なしの90.6%と3日間のノギン処置の64.6%を比較する)。反対に、ノギン処置
の各追加日は、内分泌系列(CHGA+)に傾倒した細胞の生成レベルを増加させた。
Substantially in accordance with Protocol No. 1 of Table 17 for stages 1-4, and in accordance with Schul et al.
As described above, undifferentiated human ESCs were grown and differentiated at stage 3.
The following different conditions were compared over three (3) days in Stage 4: (i) zero Noggin ("No Noggin") for all three days; (ii) 50 ng/mL Noggin for one day and no additional Noggin for two days; (iii) 50 ng/mL Noggin for two days and no additional Noggin for one day; and (iv) 50 ng/mL Noggin for three days. After Stage 3, these conditions (i) to (
Each of the iv) then received standard stage 4 differentiation media cocktails from Tables 8 and 17 without additional Noggin. Flow cytometry analysis after stage 4 demonstrated that no Noggin generated greater than 90% non-endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulations with less than 5% cells committed to the endocrine lineage (CHGA+). See Table 17. Furthermore, each additional day of Noggin treatment generated less non-endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulations (90.6% without Noggin compared to 64.6% with 3 days of Noggin treatment). Conversely, each additional day of Noggin treatment increased the level of cells committed to the endocrine lineage (CHGA+).

ステージ4の後(12日目)の細胞培養のQPCR分析は、ノギン処置の各追加日で、
NKX2.2およびINSを含む内分泌系列マーカー発現のレベルの増加があったことを
示し(図31BおよびD)、そのことは表18のフローサイトメトリーからのデータと一
貫している。対照的に、NKX6.1(およびPDX1)を含む非内分泌多分化能膵臓前
駆体亜集団のためのマーカー遺伝子の発現レベルは、ノギン処置のいかなる期間でも比較
的豊富であった。
QPCR analysis of cell cultures after stage 4 (day 12) showed that at each additional day of Noggin treatment:
We show that there was an increase in the levels of endocrine lineage marker expression, including NKX2.2 and INS (Figures 31B and D), which is consistent with the data from flow cytometry in Table 18. In contrast, expression levels of marker genes for non-endocrine multipotent pancreatic progenitor subpopulations, including NKX6.1 (and PDX1), were relatively abundant at any time point of Noggin treatment.

(実施例16)
ステージ7で膵臓系列の遺伝子の発現をモジュレートする作用物質
次に、膵臓系列遺伝子の発現の何らかの追加のモジュレーターがあるかどうかについて
評価した。実施例13および14に記載されるものに実質的に類似の分化方法を実施した
(すなわち、ステージ3でAHW、ステージ4でAH、ステージ5でガンマセクレターゼ
およびrhoキナーゼ阻害剤、ステージ6および7でマトリゲルおよびrhoキナーゼ阻
害剤)。さらに、ステージ7の間、30~35日目に、BMP、ノギン、FGF1、FG
F2、FGF7、EGF、Hrg、HGF、SCFまたはTTNPBを含む他の作用物質
を、遺伝子発現をモジュレートするそれらの能力について試験した。延長ステージ7の終
わり(d35)に、RNA発現をNanostringによって分析した。図32A~C
は、BMPがINS、PDX1およびID1の発現を増加させることを示し、このことは
図24に示し、実施例13で詳述されるデータと一貫している。BMPは、GHRL発現
を減少させもした。FGF1(酸性FGF)は、GCGおよびSSTを上方制御した。驚
くべきことに、ステージ7の30~35日目のFGF2はSST発現の有意な増加をもた
らし、他のホルモン遺伝子の阻害または抑制が付随した(例えば、INS、GCG、GH
RL;図32B、SSTパネル)。
(Example 16)
Agents that Modulate Expression of Pancreatic Lineage Genes at Stage 7 We next evaluated whether there were any additional modulators of pancreatic lineage gene expression. A differentiation method substantially similar to that described in Examples 13 and 14 was performed (i.e., AHW at stage 3, AH at stage 4, gamma secretase and rho kinase inhibitor at stage 5, matrigel and rho kinase inhibitor at stages 6 and 7). In addition, BMP, Noggin, FGF1, FG1, and IFN-γ were administered at days 30-35 during stage 7.
Other agents, including F2, FGF7, EGF, Hrg, HGF, SCF or TTNPB, were tested for their ability to modulate gene expression. At the end of elongation stage 7 (d35), RNA expression was analyzed by Nanostring.
showed that BMP increased the expression of INS, PDX1 and ID1, consistent with the data shown in FIG. 24 and detailed in Example 13. BMP also decreased GHRL expression. FGF1 (acidic FGF) upregulated GCG and SST. Surprisingly, FGF2 at days 30-35 of stage 7 led to a significant increase in SST expression, accompanied by inhibition or suppression of other hormone genes (e.g., INS, GCG, GH
RL; FIG. 32B, SST panel).

これらの研究は、特定の作用物質が遺伝子発現を、したがって細胞培養分化およびその
結果としてのこれらのより分化した/傾倒した細胞の細胞型をなおモジュレートし、影響
を及ぼすことができることを実証する。
These studies demonstrate that certain agents can still modulate and affect gene expression and therefore cell culture differentiation and the resulting cell types of these more differentiated/committed cells.

(実施例17)
細胞培養の解離および再凝集は、非内分泌(CHGA-)を低減し、適切に特定化され
た内分泌(CHGA+)亜集団を増加させる
細胞培養の解離および再凝集は、再凝集するときに細胞の特定の亜集団の存在を効果的
に減少または低減することができ、結果として、再凝集は、細胞の特定の亜集団を濃縮す
るために使用することができることが前に記された。もしあるならば、それらの濃縮され
た亜集団、この場合には内分泌(CHGA+)亜集団を有する再凝集細胞培養の影響を判
定するように、研究が設計された(実施例14を参照する)。
(Example 17)
Dissociation and Reaggregation of Cell Cultures Reduces Non-Endocrine (CHGA-) and Increases Appropriately Specified Endocrine (CHGA+) Subpopulations It has previously been noted that dissociation and reaggregation of cell cultures can effectively reduce or reduce the presence of specific subpopulations of cells upon reaggregation, and as a result, reaggregation can be used to enrich for specific subpopulations of cells. Studies were designed to determine the impact, if any, of reaggregated cell cultures with those enriched subpopulations, in this case the endocrine (CHGA+) subpopulation (see Example 14).

分化の方法は、ステージ7(d20)の前のhES導出細胞凝集体の解離および再凝集
を含む実施例14に記載されるものに実質的に類似していた。図33A~Cは、PTF1
A、SOX9、PDX1およびNKX6.1を含むマーカーの組合せを使用したNano
string分析によって実証されるように、再凝集細胞培養において非内分泌(CHG
A-)亜集団は有意に減少していた(図33A)ことを実証するステージ7後(約d29
)のRNA分析を示す。図33Bは、再凝集が、INS、GCG、膵臓ポリペプチド(P
PY)、GHRL、溶質担体ファミリー30のメンバー8(SLC30A8)、グルコー
ス-6-ホスファターゼ2(G6PC2)、ホルモン前駆体コンベルターゼ1(PCSK
1)およびグルコキナーゼ(GCK)を含む内分泌および膵臓の島細胞マーカーの増加を
もたらしたことも示す。
The differentiation method was substantially similar to that described in Example 14, including dissociation and reaggregation of hES-derived cell aggregates prior to stage 7 (d20).
A. Nano using a combination of markers including SOX9, PDX1 and NKX6.1
As demonstrated by string analysis, non-endocrine (CHG)
A-) After stage 7 (approximately d29) demonstrating that the subpopulation was significantly reduced (FIG. 33A).
33B shows RNA analysis of INS, GCG, pancreatic polypeptide (P
PY), GHRL, solute carrier family 30 member 8 (SLC30A8), glucose-6-phosphatase 2 (G6PC2), precursor hormone convertase 1 (PCSK
1) and increased endocrine and pancreatic islet cell markers, including glucokinase (GCK).

単独で、これらのマーカーは他の細胞型で観察され、例えば、PTF1Aは外分泌細胞
、SOX9は管細胞、PDX1およびNKX6.1はベータ細胞でも発現される。したが
って、出願人は、任意の1つのマーカー発現の有意性を判定する参照として、様々なPE
、内分泌物および島マーカーからデータを得た。さらに、4つのPEおよび非内分泌(C
HGA-)マーカーを分析した(PTF1A、SOX9、PDX1およびNKX6.1)
が、PTF1AおよびSOX9亜集団だけがステージ7の終わり(約d25、d26、d
27、d28、d29、d30およびそれ以上)の再凝集細胞培養から減少していた。対
照的に、ベータ細胞および膵臓内分泌物でも観察されるPDX1およびNKX6.1発現
は、ステージ7の後にも高いままだった。図33Aを参照する。
By themselves, these markers are also observed in other cell types, e.g., PTF1A is expressed in exocrine cells, SOX9 in duct cells, PDX1 and NKX6.1 in beta cells. Therefore, Applicant uses the results of various PE
Data were obtained from endocrine and islet markers. In addition, four PE and non-endocrine (C
HGA-) markers were analyzed (PTF1A, SOX9, PDX1 and NKX6.1)
However, only the PTF1A and SOX9 subpopulations were detected at the end of stage 7 (approximately d25, d26, d
NKX6.1 expression, which is also observed in beta cells and endocrine pancreas, remained high after stage 7. See Figure 33A.

同様に、SLC30A8、G6PC2、PCSK1およびGCKを含む他の内分泌(例
えばベータおよびアルファ細胞)マーカーが、解離および再凝集されなかった(または「
no-reagg」)培養と比較してd20再凝集細胞培養でより高い発現レベルで観察
された。図33Cを参照する。例えば、SLC30A8はインスリン分泌に関係がある亜
鉛輸送体であり、SL30A8の特定の対立遺伝子は2型糖尿病の発症の危険を増加させ
ることができ;グルコース-6-ホスファターゼ2(G6PC2)は膵島で見出される酵
素であり;ホルモン前駆体コンベルターゼ1(PCSK1)は、PCSK2とともに、膵
島でプロインスリンをプロセシングしてインスリンにし;最後に、グルコキナーゼ(GC
K)は、グルコース-6-リン酸へのグルコースのリン酸化を促進し、肝臓、膵臓、腸お
よび脳の細胞で発現され、それは、グルコースセンサーとして作用するか、食後または絶
食時に起こるようなグルコースレベルの上下に応答して代謝または細胞機能のシフトを誘
発することによって、炭水化物代謝を調節する。GCKの突然変異は、糖尿病または低血
糖の異常な形を引き起こすことができる。ステージ7でのこれらのマーカーの発現の増加
は、細胞培養の解離および再再凝集が非内分泌(CHGA-)亜集団を効果的に減少また
は低減させ、内分泌(CHGA+)亜集団を増加させることを示す。したがって、出願人
は今や、in vivo機能のためにin vitroで適切に特定化された内分泌細胞
を生成する方法をさらに洗練した。
Similarly, other endocrine (e.g., beta and alpha cell) markers, including SLC30A8, G6PC2, PCSK1 and GCK, did not dissociate and reaggregate (or "
Higher expression levels were observed in d20 reaggregated cell cultures compared to "no-reagg" cultures. See FIG. 33C. For example, SLC30A8 is a zinc transporter involved in insulin secretion, and certain alleles of SL30A8 can increase the risk of developing type 2 diabetes; glucose-6-phosphatase 2 (G6PC2) is an enzyme found in pancreatic islets; prohormone convertase 1 (PCSK1), along with PCSK2, processes proinsulin into insulin in pancreatic islets; and finally, glucokinase (GC
GCK) promotes the phosphorylation of glucose to glucose-6-phosphate and is expressed in cells of the liver, pancreas, intestine and brain, where it regulates carbohydrate metabolism by acting as a glucose sensor or by inducing a shift in metabolism or cellular function in response to rising and falling glucose levels, such as occur after a meal or during fasting. Mutations in GCK can cause abnormal forms of diabetes or hypoglycemia. The increased expression of these markers at stage 7 indicates that dissociation and reaggregation of cell cultures effectively reduces or decreases the non-endocrine (CHGA-) subpopulation and increases the endocrine (CHGA+) subpopulation. Thus, applicants have now further refined a method to generate appropriately specified endocrine cells in vitro for in vivo function.

ステージ1~7細胞培養のフローサイトメトリー分析は、上のような細胞培養の解離お
よび再凝集が、全内分泌亜集団を増加させ(CHGA+細胞の濃縮)、細胞の非内分泌(
CHGA-)亜集団またはPE亜集団が付随して減少することも確認する。下記の表19
を参照する。
Flow cytometric analysis of stage 1-7 cell cultures demonstrated that dissociation and reaggregation of such cell cultures increased the total endocrine subpopulation (enrichment of CHGA+ cells) and reduced the non-endocrine (
A concomitant reduction in CHGA- or PE subpopulations is also observed.
For more information, please refer to.

今日まで、機能的ベータ細胞はin vivo移植ステップを通して分化することがで
きるだけであり、in vitroで完全な真実の機能的ベータ細胞はまだ記載されてい
ない。Zhouら(2008)、Nature 455、627~632頁を参照する。
したがって、初めて、出願人は10%未満の非内分泌細胞(CHIGA-)を有し、適切
に特定化された、内分泌細胞(CHGA+)の50%を超えるin vitro細胞集団
を実証した。さらに、そのような細胞は、in vivoで真実の機能的ベータ細胞およ
び島に発達および成熟することができる;下記の実施例18を参照する。
To date, functional beta cells can only be differentiated through an in vivo transplantation step, and true functional beta cells in vitro have not yet been described, see Zhou et al. (2008), Nature 455, 627-632.
Thus, for the first time, applicants have demonstrated a properly specified in vitro cell population with greater than 50% endocrine cells (CHIGA+) with less than 10% non-endocrine cells (CHIGA-). Moreover, such cells are capable of developing and maturing in vivo into bona fide functional beta cells and islets; see Example 18 below.

(実施例18)
内分泌(CHGA+)亜集団からのin vivoインスリン生成
実施例17への後続研究として、もしあるならば、それらの濃縮された内分泌(CHG
A+)亜集団を有する再凝集細胞培養のin vivo影響を判定するように、研究が設
計された。
(Example 18)
In vivo insulin production from the endocrine (CHGA+) subpopulation. As a follow-up to Example 17, the enriched endocrine (CHGA+) subpopulation was
A study was designed to determine the in vivo effects of reaggregated cell cultures with the A+) subpopulation.

上の実施例12~14および16と上記Schulzら(2012)に記載のものと実
質的に同様に、ヒト多能性幹細胞培養を増殖、分化させたが、ステージ7の開始の頃(約
d20)に、培養をプールして、以下の2つの試料に分けた:1)細胞凝集体を解離し、
再凝集させた(「再凝集細胞培養」);および2)解離されず、再凝集しなかった細胞凝
集体(対照)。さらに、ステージ7の間に、両方の試料はBMP、RAまたはRA類似体
、TTNPB、およびrhoキナーゼ阻害剤および0.05%マトリゲルをさらに含んだ
(d20からd28の細胞培養)。試料を移植する前に、Nanostringおよびフ
ローサイトメトリー分析のための試料をとった(上の表19)。表19は、d29の頃の
再凝集細胞培養は、対照より約11%多くの内分泌(CHGA+)亜集団を含有したこと
を示す。重要なことに、再凝集試料は、再凝集しなかった試料より9.25%少ない非内
分泌物(CHGA-)またはPE型の細胞(わずか1.45%)を含有した。
Human pluripotent stem cell cultures were expanded and differentiated substantially as described in Examples 12-14 and 16 above and in Schulz et al. (2012) supra, except that towards the onset of stage 7 (approximately d20), the cultures were pooled and separated into two samples: 1) cell aggregates were dissociated;
1) were allowed to reaggregate ("reaggregated cell culture"); and 2) cell aggregates that were not dissociated and did not reaggregate (control). In addition, during stage 7, both samples further contained BMP, RA or RA analog, TTNPB, and rho kinase inhibitor and 0.05% Matrigel (cell cultures from d20 to d28). Prior to implanting the samples, samples were taken for Nanostring and flow cytometry analysis (Table 19 above). Table 19 shows that the reaggregated cell cultures around d29 contained approximately 11% more endocrine (CHGA+) subpopulations than the controls. Importantly, the reaggregated samples contained 9.25% fewer non-endocrine (CHGA-) or PE type cells (only 1.45%) than the non-reaggregated samples.

出願人の半透性で生体適合性のENCAPTRA(登録商標)EN20(商標)薬物送
達デバイス(動物サイズ調査デバイス)に2つの試料を別々に詰め、封入し、実質的に上
の実施例10に記載されているように、合計10匹のSCIDベージュマウス(5匹の動
物は再凝集細胞培養を受け;5匹の動物は対照の細胞培養を受けた)に対して皮下に移植
した。
The two samples were separately packed and encapsulated into Applicant's semipermeable, biocompatible ENCAPTRA® EN20™ drug delivery devices (animal-sized study devices) and implanted subcutaneously into a total of 10 SCID beige mice (5 animals received reaggregated cell culture; 5 animals received control cell culture), substantially as described in Example 10 above.

図34は、移植から21週後、または生存中の、絶食後(各動物について左から3本の
棒の最初)、グルコース投与またはチャレンジの30分後(30分;2番目の棒)および
1時間後(60分;3番目の棒)の血清中のヒトCペプチドレベルを示す。移植から21
週後、2匹の動物(動物番号4317および4323;各コホートから1匹)以外の全動
物は、大部分は932から2691pMを超えるヒト血清Cペプチドによって観察される
ように、頑強なレベルのインスリンを生成した。しかし、2つの群の間で刺激指数を比較
したとき(絶食血清中Cペプチドレベルでのそれに対する30分または60分のCペプチ
ド血清中レベルの差)、再凝集細胞培養と対照コホートの間にin vivo機能の有意
な差はなかった。したがって、移植された培養または移植片が約98%の内分泌/CHG
A+再凝集細胞培養または約87%の内分泌/CHGA+(対照)からなったかどうかに
かかわらず、両方ともin vivo機能を有するようである。したがって、出願人は初
めて、in vitro内分泌(CHGA+)細胞集団(適切に特定化された内分泌細胞
)は、移植したときに生理的に機能的なインスリン分泌細胞を生成することができること
を実証した。
FIG. 34 shows serum human C-peptide levels after fasting (first of three bars from the left for each animal), 30 minutes (30 minutes; second bar) and 1 hour (60 minutes; third bar) after glucose administration or challenge, 21 weeks after implantation or during survival.
After weeks, all but two animals (animals no. 4317 and 4323; one from each cohort) produced robust levels of insulin, mostly as observed by human serum C-peptide ranging from 932 to over 2691 pM. However, when comparing stimulation indices between the two groups (difference in C-peptide serum levels at 30 or 60 min relative to that in fasting serum C-peptide levels), there were no significant differences in in vivo function between the reaggregated cell cultures and the control cohort. Thus, it was demonstrated that the transplanted cultures or grafts were approximately 98% endocrine/CHG-dependent.
Whether composed of A+ reaggregated cell cultures or approximately 87% endocrine/CHGA+ (control), both appear to have in vivo functionality. Thus, Applicants have demonstrated for the first time that in vitro endocrine (CHGA+) cell populations (properly specified endocrine cells) are capable of generating physiologically functional insulin-secreting cells when transplanted.

したがって、出願人は初めて、適切に特定化された内分泌細胞のin vitro集団
は、移植したときに、血中グルコースに応答してインスリンを分泌する機能的膵島細胞に
発達および成熟することを実証した。さらに、in vivo機能は、PECについて出
願人によって前に記載され、上記Schulzら(2012)で報告されたものに類似し
ている。さらに、適切に特定化された内分泌細胞がステージ1~7を通して本明細書に記
載される方法によって作製される限り、解離および再凝集による内分泌細胞の追加の濃縮
(または非内分泌細胞の消失)はin vivo機能のために不要であるか必要とされな
いようである。本発明のこれらの態様は、これまで実証されていない。これまで、出願人
他は、膵臓前駆体集団細胞集団を使用し、内分泌細胞集団なしでin vivo機能を実
証しただけであった。実際、上記Kellyら(2011)に記載されるように、PEC
の内分泌(CHGA+)亜集団または膵臓の前駆体調製物はin vivo機能を生成し
なかった。
Thus, for the first time, Applicant has demonstrated that in vitro populations of appropriately specified endocrine cells, when transplanted, develop and mature into functional pancreatic islet cells that secrete insulin in response to blood glucose. Moreover, the in vivo function is similar to that previously described by Applicant for PECs and reported in Schulz et al. (2012) supra. Moreover, as long as appropriately specified endocrine cells are produced by the methods described herein through stages 1-7, additional enrichment of endocrine cells (or loss of non-endocrine cells) by dissociation and reaggregation does not appear to be necessary or required for in vivo function. These aspects of the invention have not been demonstrated heretofore. Previously, Applicant et al. have only demonstrated in vivo function using pancreatic progenitor cell populations and without endocrine cell populations. Indeed, as described in Kelly et al. (2011) supra, PECs have been shown to be capable of producing insulin-secreting, insulin-secreting, and insulin-secreting endocrine cells.
Neither the endocrine (CHGA+) subpopulation nor the pancreatic progenitor preparation generated in vivo function.

(実施例19)
内分泌細胞を培養するための錯塩基培地
CMRLおよびRMPIなどの錯塩基培地は、島細胞を培養し、島細胞質量を保存する
ために広く使用されている。CMRL培地は、RPMIより一般的により複雑(より多く
の構成要素または成分)である。さらに、CMRLおよびRMPIの両方は、細胞培養の
ために通常使用され、より複雑でない培地であるDMEMより複雑である。したがって、
出願人は、そのような錯塩基培地が分化の後期、例えばステージ6および7の間に内分泌
細胞を維持するのに有益となるのかどうかについて調査した。
(Example 19)
Complex base media for culturing endocrine cells Complex base media such as CMRL and RMPI are widely used to culture islet cells and preserve islet cell mass. CMRL media are generally more complex (more components or ingredients) than RPMI. Furthermore, both CMRL and RMPI are more complex than DMEM, a less complex medium commonly used for cell culture. Thus,
Applicants have investigated whether such a complex base medium might be beneficial in maintaining endocrine cells during later stages of differentiation, such as stages 6 and 7.

島移植は、十分な島細胞質量および最小限の毒性での島の培養および移植を必要とする
。短期の島培養は、急速な劣化、ならびに生存力およびグルコース制御の減少と関連付け
られている。S.Matsumotoら(2003)、A comparative e
valuation of culture conditions for shor
t-term maintenance(<24hr.)of human islet
s isolated using the Edmonton protocol、C
ell Tissue Banking、4、85頁;およびN.J.M.London
ら(1998)、Isolation,Culture and Functional
Evaluation of Islets of Langerhans、Diab
etes & Metabolism、23、200~207頁を参照。1978年に、
Anderssonら(1978)による研究は、マウスの島を培養するための、TCM
、RPMI、CMRL、DMEMおよびHams F10の有効性を比較した。Ande
rsson A.(1978)Isolated mouse pancreatic
islets in culture:Effects of serum and d
ifferent culture media on the insulin pr
oduction of the islets、Diabetelogia、14、3
97~404頁を参照。Anderssonの結果は、HamのF10は島培養に最大の
インスリン含有量を提供したが、RMPIは培養に最良のインスリン生合成速度を提供し
;これはおそらく培地中の高いグルコースおよびニコチンアミドに起因したことを示した
。Davalliら(1992)などのさらに他の研究者は、ブタの島を培養するために
は、アデノシンリン酸およびキサンチンを有するTCMがCMRLおよびRMPIより優
れていたことを示した。Davalli,A.M.ら(1992)、In vitro
function of adult pig islets:Effect of c
ulture in different media、Transplantatio
n、60、854~860頁を参照。Davaliiらは、HamのF10およびRMP
Iで見出された高いグルコースは、ブタの島におそらく毒性であることをさらに示唆した
。したがって、異なる種からの島は異なる培養必要条件を有する可能性があり、全ての内
分泌および島細胞に適する1つの処方があるとは限らない。上記Andersson(1
978)、4頁を参照する。
Islet transplantation requires the culture and transplantation of islets with sufficient islet cell mass and minimal toxicity. Short-term islet culture is associated with rapid deterioration and reduced viability and glucose control. S. Matsumoto et al. (2003), A comparative example.
Valuation of culture conditions for short
T-term maintenance (<24 hr.) of human islet
s isolated using the Edmonton protocol, C
ell Tissue Banking, 4, 85; and N. J. M. London
(1998), Isolation, Culture and Functional
Evaluation of Islets of Langerhans, Diab
See Etes & Metabolism, 23, pp. 200-207.
A study by Andersson et al. (1978) demonstrated the use of TCM for culturing mouse islets.
The effectiveness of RPMI, CMRL, DMEM and Hams F10 was compared.
rsson A. (1978) Isolated mouse panic
Islets in culture: Effects of serum and
Different culture media on the insulin press
Induction of the islets, Diabetologia, 14, 3
See pages 97-404. Andersson's results showed that Ham's F10 provided the greatest insulin content to the islet cultures, while RMPI provided the best insulin biosynthesis rate to the cultures; this was likely due to the high glucose and nicotinamide in the medium. Still other investigators, such as Davalli et al. (1992), showed that TCM with adenosine phosphate and xanthine was superior to CMRL and RMPI for culturing porcine islets. Davalli, A. M. et al. (1992), In Vitro
function of adult pig islets:Effect of c
Culture in different media, Transplantation
see, 60, 854-860. Davalii et al.
It was further suggested that the high glucose found in I was possibly toxic to pig islets. Thus, islets from different species may have different culture requirements, and there may not be one recipe that is suitable for all endocrine and islet cells.
See, p. 978), p.

下の表20は、CMRL、RPMIおよびDMEM培地で見出される、各培地タイプの
間で異なる構成要素だけを記載し、すなわち、表20は、塩基培地の全ての3つのタイプ
で共有される構成要素を掲載しないが、CMRLに含有されるがRPMIおよび/または
DMEMに含有されない構成要素だけを掲載する。表20は、CMRLが最も複雑(最大
数の構成要素)であり、DMEMが最も複雑でない(最少数の構成要素)であることを示
す。Yは、その塩基培地でのその構成要素の存在を示し;Nは、その構成要素が培地に存
在しないことを示す。手短に言えば、DMEMは、CMRLおよびRPMIに存在する約
7つの構成要素(N、陰影のついたボックス)を欠いている。
Table 20 below lists only the components found in CMRL, RPMI and DMEM media that differ between each media type, i.e., Table 20 does not list components shared by all three types of base media, but only components contained in CMRL but not in RPMI and/or DMEM. Table 20 shows that CMRL is the most complex (highest number of components) and DMEM is the least complex (least number of components). Y indicates the presence of that component in that base media; N indicates the component is not present in the media. In brief, DMEM lacks approximately seven components (N, shaded boxes) that are present in CMRL and RPMI.

内分泌細胞培養を作製する方法は、上記のものに実質的に類似していたが、ステージ6
(d15)、または中間ステージ7(d23)、または中間ステージ7(d26)、また
はステージ6および7(d15からd25)の間は、DMEMまたはCMRL塩基培地を
使用した。さらに、一部の培養は、インスリン様成長因子(IGF)、ニコチンアミド(
NC)、グルコース(Glc)および/またはrhoキナーゼ阻害剤(Y-27632)
を受けた。
The method for generating endocrine cell cultures was substantially similar to that described above, except that stage 6
During the first 10 days of culture, DMEM or CMRL base medium was used for the first 10 days of culture, during the second 10 days of culture, during the third 10 days of culture, during the fourth 10 days of culture, during the fourth 10 days of culture, during the fifth 10 days of culture, during the fifth 10 days of culture, during the sixth 10 days of culture, during the sixth 10 days of culture, during the seventh ...
NC), glucose (Glc) and/or rho kinase inhibitor (Y-27632)
received.

1つの実験では、d23頃に始まるステージ7細胞を、B27補助剤、マトリゲル、B
MP、IGFおよびY-27632を有するCMRLまたはDMEM塩基培地で培養した
。d26(ステージ7)試料のNanostring分析は、一般に、CMRLで培養し
たステージ7細胞は、DMEMで培養したときの同じステージの細胞と比較して、ホルモ
ンおよび膵臓内分泌マーカーの非特異的遺伝子発現を増加させたことを示した。図35A
~Cを参照する。したがって、CMRLは内分泌細胞の維持にとって重要である可能性が
ある。
In one experiment, stage 7 cells starting around day 23 were cultured in B27 supplement, Matrigel, B
The cells were cultured in CMRL or DMEM-based media with MP, IGF and Y-27632. Nanostring analysis of d26 (stage 7) samples showed that, in general, stage 7 cells cultured in CMRL had increased non-specific gene expression of hormones and pancreatic endocrine markers compared to cells of the same stage when cultured in DMEM.
See .-C. Thus, CMRL may be important for the maintenance of endocrine cells.

DMEMおよびCMRLをベースとした培地と比較してRPMIを使用して、対応する
研究も実施した(データ示さず)。CMRLおよびRMPI培地は細胞培養に類似の影響
を及ぼし、両方ともDMEMのそれより向上しており、したがって、還元グルタチオン、
アミノ酸、ヒドロキシル-L-プロリン、L-プロリン、L-アスパラギン酸、L-グル
タミン酸およびビタミン、ビオチンおよびp-アミノ安息香酸を含む、DMEMに存在せ
ずにCMRLおよびRPMIの両方に存在する構成要素(複数可)が、ステージ6および
/または7の間の内分泌細胞の維持にとって重要である可能性がある。
Corresponding studies were also carried out using RPMI compared to DMEM and CMRL-based media (data not shown). CMRL and RMPI media had similar effects on cell culture, both improved over that of DMEM, thus reducing glutathione,
Constituent(s) present in both CMRL and RPMI but not DMEM, including the amino acids hydroxyl-L-proline, L-proline, L-aspartic acid, L-glutamic acid and the vitamins biotin and p-aminobenzoic acid, may be important for the maintenance of endocrine cells during stages 6 and/or 7.

(実施例20)
凍結保存は、内分泌細胞数を低減しない
商業的に存続可能な細胞療法は、細胞生成物のスケールアップ製造、およびオンデマン
ドの患者ニーズのために生成物を長期保存するための手段を必要とする。したがって、そ
れが単独の細胞単独であれ封入細胞、例えばENCAPTRA(登録商標)薬物送達デバ
イスであれ、いかなる細胞生成物も低温保存が必要であるか、細胞に有害または毒性の影
響がなく、かつ、細胞の治療効果、またはこの場合、血中グルコースに応答するインスリ
ンのin vivo生成に影響を及ぼすことのない、長期保管のための他の手段が必要で
あろう。したがって、2012年10月2日および2013年4月23日にそれぞれ発行
された、両方ともENCAPSULATION OF PANCREATIC CELL
S DERIVED FROM HUMAN PLURIPOTENT STEM CE
LLSという表題の出願人の米国特許第8,278,106号および第8,425,92
8号;ならびに2013年3月7日に出願の米国出願第61/775,480号、表題C
RYOPRESERVATION,HIBERNATION AND ROOM TER
MPERATURE STORAGE OF ENCAPSULATED PANCRE
ATIC ENDODERM CELL AGGREGATES、およびKroonら(
2008)で詳述されるように、新鮮な(非低温保存)、および低温保存されたPECで
観察されるものと同様にin vivoで発達および機能するそれらの能力を、低温保存
されたステージ7内分泌細胞が維持するかどうかを出願人は調査した。
(Example 20)
Cryopreservation does not reduce endocrine cell numbers Commercially viable cell therapy requires scale-up manufacturing of the cell product and a means to store the product long term for on-demand patient needs. Thus, any cell product, whether it be single cells alone or encapsulated cells, such as the ENCAPTRA® drug delivery device, will require cryopreservation or other means for long term storage that does not have deleterious or toxic effects on the cells and does not affect the therapeutic efficacy of the cells, or in this case, the in vivo production of insulin in response to blood glucose. Thus, in ENCAPSULATION OF PANCREATIC CELL, both published on October 2, 2012 and April 23, 2013, respectively,
S DERIEVED FROM HUMAN PLURIPOTENT STEM C
Nos. 8,278,106 and 8,425,922, entitled "LLS"
No. 8; and U.S. Application No. 61/775,480, entitled "Compounds for Polymeric Polymers," filed March 7, 2013.
RYOPRESERVATION, HIBERNATION AND ROOM TER
MPERATURE STORAGE OF ENCAPSULATED PANCRE
ATIC ENDODERM CELL AGGREGATES, and Kroon et al.
Applicants investigated whether cryopreserved stage 7 endocrine cells maintain their ability to develop and function in vivo similar to that observed in fresh (non-cryopreserved) and cryopreserved PECs, as detailed in (2008).

内分泌細胞培養を作製する方法は上記のものに実質的に類似していたが、ステージ7の
間、細胞培養は全てCMRLをベースとした培地中にあり、以下の試料に分割した:1)
解離、再凝集されないが、23日目頃に数時間低温保存され、その後解凍され、B27補
助剤、BMP、TTNPBおよびrhoキナーゼ阻害剤を有するCMRL塩基培地で数日
間培養した(re-aggなし/低温保存された);2)解離、再凝集されず、低温保存
されない(reaggなし/低温保存なし);3)解離、再凝集され、低温保存されない
(Re-agg/低温保存なし)。上の全ての3つの試料は、同じステージ7培地条件で
培養した。27日目に、試料をフローサイトメトリーによって分析した。下の表21を参
照する。
The method for generating endocrine cell cultures was substantially similar to that described above, except that during stage 7, the cell cultures were all in CMRL-based medium and were divided into the following samples: 1)
1) dissociated, not reaggregated, but cryopreserved for a few hours around day 23, then thawed and cultured for several days in CMRL base medium with B27 supplement, BMP, TTNPB and rho kinase inhibitor (no re-agg/no cryopreservation); 2) dissociated, not reaggregated, not cryopreserved (no re-agg/no cryopreservation); 3) dissociated, reaggregated, not cryopreserved (Re-agg/no cryopreservation). All three samples above were cultured in the same stage 7 medium conditions. On day 27, samples were analyzed by flow cytometry. See Table 21 below.

表21のフローサイトメトリー分析に基づいて、解離、再凝集されなかった培養(試料
1および2)については、細胞の低温保存(試料2)は、新鮮な細胞(試料1)と比較し
て内分泌(CHGA+)細胞の総数を低減しない(88.57対89.97)。予想通り
に、全内分泌(CHGA+)集団は、解離、再凝集され、低温保存されていない培養でよ
り高い(92.85)。したがって、上の実施例17に記載のように解離、再凝集は内分
泌細胞(CHGA+)数に影響を及ぼすが、ステージ7培養の低温保存は、細胞構成を変
化させないようである。
Based on the flow cytometry analysis in Table 21, for cultures that were not dissociated and reaggregated (Samples 1 and 2), cryopreservation of cells (Sample 2) does not reduce the total number of endocrine (CHGA+) cells compared to fresh cells (Sample 1) (88.57 vs. 89.97). As expected, the total endocrine (CHGA+) population is higher (92.85) in cultures that were dissociated and reaggregated and not cryopreserved. Thus, although dissociation and reaggregation affect endocrine cell (CHGA+) numbers as described in Example 17 above, cryopreservation of stage 7 cultures does not appear to change the cellular composition.

さらに、細胞免疫組織化学を使用して、試料をNKX6.1、Cペプチド、INSおよ
びGCG染色で分析した。図36A~Bを参照する。ステージ7からの内分泌(CHGA
+)細胞凝集体(re-aggなし/低温保存なし;試料2)は、NKX6.1(核)お
よびCペプチド(細胞質)同時発現または同時染色を示した(図36A~C)。同時染色
は、ステージ4分化プロトコルからのPECの類似した分析で観察されなかった。INS
(36A;細胞質)およびGCG(36B;細胞質)細胞の別々の染色を示す図36A~
Cで分かるように、ステージ7からの細胞培養も主に単一ホルモン性であり、すなわち、
ステージ4からのPECの内分泌(CHGA+)亜集団で見られるように、大部分の個々
の細胞はINSおよびGCGを同時発現しなかった。図37は、類似の染色パターンを有
するが、ステージ7の開始時に解離、再凝集された細胞培養からの、顕微鏡写真を示す。
Additionally, samples were analyzed using cytoimmunohistochemistry for NKX6.1, C-peptide, INS and GCG staining. See Figures 36A-B. Endocrine (CHGA) from Stage 7
+) Cell aggregates (no re-agg/no cryopreservation; sample 2) showed NKX6.1 (nuclear) and C-peptide (cytoplasmic) co-expression or co-staining (FIGS. 36A-C). Co-staining was not observed in a similar analysis of PECs from the stage 4 differentiation protocol. INS
FIG. 36A-C shows separate staining of GCG (36A; cytoplasmic) and GCG (36B; cytoplasmic) cells.
As can be seen in C, cell cultures from stage 7 were also predominantly monohormonal, i.e.
Most individual cells did not co-express INS and GCG, as seen in the endocrine (CHGA+) subpopulation of PEC from stage 4. Figure 37 shows photomicrographs with a similar staining pattern, but from cell cultures that had been dissociated and reaggregated at the onset of stage 7.

図37は、上の表20の細胞培養1および3からの移植片機能を比較する。12週時の
両コホートの動物の移植されたステージ7移植片のin vivo機能の分析は、低温保
存されたが再凝集されなかった培養(試料1)が、低温保存されなかったが再凝集された
培養(試料3)と比較して、グルコース投与の30および60分後に類似の血清中Cペプ
チドレベルを有することを示した。これらのCペプチドレベルは、図20および21の1
0週目および15週目で観察されるものと同等である(例えば15週時には、グルコース
投与の60分後の平均Cペプチドレベルは995pMであった)。したがって、後の分析
が、大部分の動物では、実施例18に記載され、図34で観察されるものと同様に、グル
コース刺激から30分および/または60分後に、Cペプチドレベルが約1000pMま
で増加することを示すことが予想され、予期される。実際、動物番号4490、試料1移
植片は、移植後21週時の実施例18の動物番号4320(図34)と同等だった血清C
ペプチドレベルを12週時に有していた。
Figure 37 compares graft function from cell cultures 1 and 3 in Table 20 above. Analysis of in vivo function of implanted stage 7 grafts from both cohorts of animals at 12 weeks showed that cultures that were cryopreserved but not reaggregated (sample 1) had similar serum C-peptide levels 30 and 60 minutes after glucose challenge compared to cultures that were not cryopreserved but were reaggregated (sample 3). These C-peptide levels are consistent with the results of the 12 week analysis of cells from Figures 20 and 21.
This is comparable to that observed at weeks 0 and 15 (e.g., at week 15, the mean C-peptide level 60 minutes after glucose challenge was 995 pM). It is therefore anticipated and expected that subsequent analysis will show that in the majority of animals, C-peptide levels will increase to approximately 1000 pM at 30 and/or 60 minutes after glucose stimulation, similar to that described in Example 18 and observed in FIG. 34. Indeed, animal no. 4490, Sample 1 graft, had serum C-peptide levels comparable to animal no. 4320 of Example 18 at 21 weeks post-implantation (FIG. 34).
Peptide levels were obtained at 12 weeks.

したがって、ステージ7内分泌細胞の低温保存は、それらのin vivo機能に影響
を及ぼさないようである。
Thus, cryopreservation of stage 7 endocrine cells does not appear to affect their in vivo function.

(実施例21)
グルコース濃度を増加させることは、ホルモン発現に影響を及ぼす
細胞培養製剤中のグルコースレベルは、1g/L(5.5mM)から10g/L(55
mM)であり、一部の培地はin vivoの正常な血糖レベルに近似する約5.5mM
グルコースを有する。10mMに近づくグルコースレベルは前糖尿病レベルであり、10
mMを上回るレベルは糖尿病状態に類似している。換言すると、10mMを上回るグルコ
ースはin vivo高血糖状態を模倣する。高グルコースは、例えば、グリケーション
、糖酸化(glyoxidation)およびカルボニルストレスを含む翻訳後の二次改変を引き起こ
すことができる。異なる細胞型にin vitroで及ぼす高グルコースの影響に関する
報告は様々であるので、出願人はステージ6および/または7の内分泌細胞に及ぼす高グ
ルコース(すなわち4.5g/Lまたは24.98mMグルコース)の影響を研究しよう
と努めた。
(Example 21)
Increasing glucose concentrations affect hormone expression. Glucose levels in cell culture preparations were increased from 1 g/L (5.5 mM) to 10 g/L (55 mM).
5.5 mM), some of the media are approximately 5.5 mM, which approximates normal blood glucose levels in vivo.
Glucose levels approaching 10 mM are pre-diabetic levels, and 10
Levels above 10 mM resemble a diabetic state. In other words, glucose above 10 mM mimics in vivo hyperglycemic conditions. High glucose can cause secondary post-translational modifications, including, for example, glycation, glyoxidation, and carbonyl stress. Since there are various reports on the effects of high glucose on different cell types in vitro, applicants sought to study the effects of high glucose (i.e., 4.5 g/L or 24.98 mM glucose) on stage 6 and/or 7 endocrine cells.

グルコースは、以下を含む全ての細胞培養培地に加えられる可溶性ヘキソース糖である
;エイムス培地、基礎培地イーグル(BME);BGJb培地フィットン-ジャクソン改
変;クリック培地;CMRL-1066培地;ダルベッコの改変イーグル培地(DMEM
);DMEM/Hamの栄養素混合液F-12(50:50);F-12クーン改変;フ
ィッシャー培地;H-Y培地(Hybri-Max(登録商標));イスコフの改変ダル
ベッコ培地(IMDM);マッコイの5A改変培地;MCDB培地;培地199;最少必
須培地イーグル(EMEM);NCTC培地;栄養素混合液、HamのF-10;栄養素
混合液、HamのF-12;栄養素混合液HamのF-12カインの改変(F12K);
RPMI-1640;無血清/無タンパク質ハイブリドーマ培地;ウェイマウス培地MB
;ウィリアムズ培地Eおよび様々な所有権付きの培地。L-15培地は、グルコースの代
わりにガラクトースを含有する。sigmaaldrich.com/life-sci
ence/cell-culture/learning-center/media-
expert/glucose.htmlのワールドワイドウェブで入手できるSigm
a-AldrichMediaExpertを参照。
Glucose is a soluble hexose sugar that is added to all cell culture media, including Ames' medium, Basal Medium Eagle (BME), BGJb medium, Fitton-Jackson modification, Crick's medium, CMRL-1066 medium, and Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM).
); DMEM/Ham's Nutrient Mix F-12 (50:50); F-12 Coon's Modification; Fischer's Medium; H-Y Medium (Hybri-Max®); Iscove's Modified Dulbecco's Medium (IMDM); McCoy's Modified 5A Medium; MCDB Medium; Medium 199; Minimum Essential Medium Eagle (EMEM); NCTC Medium; Nutrient Mix, Ham's F-10; Nutrient Mix, Ham's F-12; Nutrient Mix, Ham's F-12 Cain's Modification (F12K);
RPMI-1640; serum-free/protein-free hybridoma medium; Weymouth medium MB
; Williams medium E and various proprietary media. L-15 medium contains galactose instead of glucose. sigmaaldrich.com/life-sci
ence/cell-culture/learning-center/media-
Sigma, available on the World Wide Web at expert/glucose.html.
See a-AldrichMediaExpert.

10mMを超えるレベルのグルコース補給を含有する培地には、少なくとも以下が含ま
れる:DMEM/Hamの栄養素混合液F-12(50:50)は17.5mMのグルコ
ースを含有する;DMEM(高グルコース)、GMEMおよびIMDMは全て25mMレ
ベルのグルコースを含有する;H-Y培地(Hybri-Max(登録商標))および無
血清/無タンパク質ハイブリドーマ培地はそれぞれ22.6および28.9mMのグルコ
ースを含有する。sigmaaldrich.com/life-science/ce
ll-culture/learning-center/media-expert/
glucose.htmlのワールドワイドウェブで入手できるSigma-Aldri
chMediaExpertを参照。異なる細胞培養培地は広く異なるレベルのグルコー
スを含有し、グルコースの影響は一般に培養系の間で異なるので、内分泌細胞に及ぼす高
グルコースの影響を研究した。
Media containing glucose supplements at levels greater than 10 mM include at least the following: DMEM/Ham's Nutrient Mix F-12 (50:50) contains 17.5 mM glucose; DMEM (high glucose), GMEM and IMDM all contain 25 mM glucose levels; H-Y Medium (Hybri-Max®) and serum-free/protein-free Hybridoma Medium contain 22.6 and 28.9 mM glucose, respectively. sigmaaldrich.com/life-science/ce
ll-culturue/eannia-center/media-expect/
Sigma-Aldri available on the World Wide Web at
See chMediaExpert. Because different cell culture media contain widely differing levels of glucose and the effects of glucose generally vary between culture systems, the effects of high glucose on endocrine cells were studied.

再び、内分泌細胞培養を作製する方法は、上記のものに実質的に類似していたが、ステ
ージ6および/または7の間に、細胞培養を外因性の高グルコース(総グルコース濃度4
.5g/Lまたは25mM)の有る無しのCMRL塩基培地で処置した。したがって、こ
れは、CMRL培地に既に見出される1000mg/Lまたは1g/L(5.5mM)の
グルコースにさらに加えた3.5g/Lである。外因性グルコースの有る無しの両条件を
、ニコチンアミド、BMP、RA(またはTTNPB)、あるいはrhoキナーゼ阻害剤
およびマトリゲルを含む同じ成長因子で処置した。Nanostring分析は、ステー
ジ6の開始時に高グルコースを加えたとき、ステージ6の終わりまでに、INS、GCG
およびSSTの発現増加、およびGHRLの発現の減少があったことを示した(図39A
およびB)。したがって、ステージ6および7の間の外因性グルコースの増加は、グレリ
ンを除いてホルモン発現を増加させる。
Again, the method of generating endocrine cell cultures was substantially similar to that described above, except that during stages 6 and/or 7, the cell cultures were treated with exogenous high glucose (total glucose concentration 4.0-5.0 g/ml).
.5 g/L or 25 mM). Thus, this is an additional 3.5 g/L on top of the 1000 mg/L or 1 g/L (5.5 mM) glucose already found in CMRL medium. Both conditions with and without exogenous glucose were treated with the same growth factors including nicotinamide, BMP, RA (or TTNPB), or rho kinase inhibitors and matrigel. Nanostring analysis showed that when high glucose was added at the beginning of stage 6, by the end of stage 6, INS, GCG, and IL-16 were significantly increased.
The results showed that there was an increase in the expression of GHRL and SST, and a decrease in the expression of GHRL (Figure 39A).
and B). Thus, increases in exogenous glucose during stages 6 and 7 increase hormone expression, with the exception of ghrelin.

(実施例22)
未熟なベータ細胞の生成
実施例8~21は、in vitroでの内分泌細胞の生成のための、ステージ3での
単独またはWntおよび/またはヘレグリンと組み合わせた高アクチビン;ステージ4で
の単独またはヘレグリンと組み合わせた低アクチビン;ステージ5でのKGF、EGFお
よびrhoキナーゼ阻害剤の有る無しのノギンおよびガンマセクレターゼ阻害剤;ならび
にステージ6~7での以下のニコチンアミド、レチノイン酸、BMPおよびマトリゲルの
1つまたは複数の使用を含む、様々な反復法を記載する。そのような方法から生成される
内分泌細胞集団は、単一ホルモン性(例えば、INSだけ、GCGだけまたはSSTだけ
;図39を参照する)であるだけでなく、NKX6.1およびPDX1を含む他の未熟な
内分泌細胞マーカーを同時発現する。
(Example 22)
Generation of Immature Beta Cells Examples 8-21 describe various iterative methods for the generation of endocrine cells in vitro, including the use of high activin alone or in combination with Wnt and/or heregulin at stage 3, low activin alone or in combination with heregulin at stage 4, noggin and a gamma secretase inhibitor with or without KGF, EGF and a rho kinase inhibitor at stage 5, and one or more of the following nicotinamide, retinoic acid, BMP and matrigel at stages 6-7. Endocrine cell populations generated from such methods are not only monohormonal (e.g., INS only, GCG only or SST only; see FIG. 39), but also co-express other immature endocrine cell markers including NKX6.1 and PDX1.

INS、SSTおよびGCGホルモン染色を使用して、2つの異なるステージ7培養で
フローサイトメトリー分析を実施した(データセットAおよびデータセットB)。ステー
ジ1~7の多くの繰り返しを検討した後に、データ(A)の1セットを実施し、より早い
時期に、例えばニコチンアミド、BMP、CMRL等の不在下で、データ(B)の他のセ
ットを実施した。下記の表22を参照する。表22は、INS、SSTおよびGCG陽性
染色(5つの左の欄を参照)、全INS、SSTおよびGCG陰性染色(5つの右の欄を
参照)および単一ホルモン染色(中央の欄を参照)の全体の百分率を示す。これらの2つ
のデータセット(AおよびB)からのホルモン染色を、約26日目まで培養で維持されて
いたステージ4のPEC培養から得られたものと比較する。
Flow cytometry analysis was performed on two different stage 7 cultures using INS, SST and GCG hormone staining (Dataset A and Dataset B). One set of data (A) was performed after many repetitions of stages 1-7 had been examined, and the other set of data (B) was performed earlier, e.g., in the absence of nicotinamide, BMP, CMRL, etc. See Table 22 below, which shows the overall percentages of INS, SST and GCG positive staining (see the five left columns), total INS, SST and GCG negative staining (see the five right columns) and single hormone staining (see the center column). The hormone staining from these two data sets (A and B) is compared to that obtained from a stage 4 PEC culture that was maintained in culture until about day 26.

一般に、全INS陽性亜集団(単独INS陽性プラスINS/SST同時陽性プラスI
NS/GCG同時陽性プラスINS/SST/GCG同時陽性の合計)は、ステージ4の
PEC培養よりステージ7の内分泌培養で3倍大きい(49.3対22.7対15.8)
。したがって、全INS単独(SSTまたはGCGとの同時発現のない)亜集団も、ステ
ージ4のPEC培養よりステージ7の内分泌培養でより高い(22.7対12.9対3.
7)。重要なことに、ステージ7培養は、ステージ4のPEC培養(3.7/15.8=
23%)と比較した全INS集団(Aでは22.7/49.3=46%、Bでは12.7
/22.7=約57%)の百分率として、より多くの単一ホルモン発現INS細胞を有す
る。したがって、ステージ7の内分泌細胞培養は、ステージ4のPEC培養より、より多
くの単一ホルモン発現細胞、特にINS単独発現細胞からなるようである。さらに、少な
くとも実施例18および20は、なお未熟であるステージ7内分泌細胞は、移植したとき
に、血中グルコースに応答してインスリンを分泌することが可能な生理的に機能的な膵島
に発達および成熟するが、ステージ4のPEC培養の内分泌(CHGA+)亜集団は、i
n vivoで同じことが可能でないことを実証する。さらなる詳細については、上の図
44および45と実施例を参照する。
In general, the total INS positive subpopulation (single INS positive plus INS/SST simultaneous positive plus I
The combined NS/GCG co-positivity plus INS/SST/GCG co-positivity was three times greater in stage 7 endocrine cultures than in stage 4 PEC cultures (49.3 vs. 22.7 vs. 15.8).
Accordingly, the total INS alone (without co-expression with SST or GCG) subpopulation was also higher in stage 7 endocrine cultures than in stage 4 PEC cultures (22.7 vs. 12.9 vs. 3.
Importantly, stage 7 cultures were significantly more abundant than stage 4 PEC cultures (3.7/15.8 =
23%) compared with the total INS population (22.7/49.3 = 46% in A and 12.7 in B).
Stage 7 endocrine cell cultures thus appear to consist of more single hormone expressing cells, particularly INS alone expressing cells, than stage 4 PEC cultures. Furthermore, at least Examples 18 and 20 demonstrate that while the still immature stage 7 endocrine cells, when transplanted, develop and mature into physiologically functional islets capable of secreting insulin in response to blood glucose, the endocrine (CHGA+) subpopulation of stage 4 PEC cultures does not secrete insulin in response to blood glucose.
This demonstrates that the same is not possible in vivo. For further details, see Figures 44 and 45 above and the Examples.

(実施例23)
ステージ7およびステージ4(PEC)からの内分泌(CHGA+)細胞は、互いから
区別される
ステージ7(適切に特定化された内分泌)およびステージ4(PEC)培養の分析は細
胞染色および分析のために同じ抗体(例えばCHGA、INS、NKX6.1)を使用す
るが、ステージ7および4(PEC)からの適切に特定化された内分泌(CHGA+)細
胞亜集団は同じでない。
より初期に、出願人は、ステージ4のPEC培養の移植後に観察された機能的ベータ細
胞の起源は、膵臓の前駆体または非内分泌(CHGA-)細胞に起因し、一次内分泌(C
HGA+)細胞からではないことを報告した。上記Kellyら(2011)は、PEC
培養で内分泌(CHGA+)亜集団を濃縮(精製)し、移植したときに、それらは、非濃
縮PEC培養と比較して機能的膵島またはベータ細胞を生成しなかったことを実証した。
Kellyら(2011)、3~4頁、図4および付表1;上記Schulzら(201
2);ならびに米国特許第7,534,608号;第7,695,965号;第7,99
3,920号および第8,278,106号を参照。実施例17、18および表19は、
移植したときに頑強な機能的移植片をin vivoでもたらした、ステージ7からのほ
ぼ純粋な(98.2%)内分泌(CHGA+)細胞培養を記載した(図34)。本明細書
に記載される実施例17、18および他の結果を考慮すると、ステージ7培養の機能的集
団は、ステージ7からの内分泌(CHGA+)細胞であって、かなりより小さい百分率の
非内分泌(CHGA-)細胞(2.08%)ではない。これは、in vivo機能が非
内分泌(CHGA-)亜集団に帰せられる、出願人が先の開示で詳細に報告したステージ
4のPEC培養と対照的である。したがって、一般に、ステージ7および4からの内分泌
亜集団は同等でないか、同じでない。
(Example 23)
Endocrine (CHGA+) cells from stage 7 and stage 4 (PEC) are distinguishable from each other Although analysis of stage 7 (well-specified endocrine) and stage 4 (PEC) cultures uses the same antibodies (e.g. CHGA, INS, NKX6.1) for cell staining and analysis, the well-specialized endocrine (CHGA+) cell subpopulations from stages 7 and 4 (PEC) are not the same.
Earlier, applicants demonstrated that the origin of functional beta cells observed after transplantation of stage 4 PEC cultures was due to pancreatic precursor or non-endocrine (CHGA-) cells and not primary endocrine (C
Kelly et al. (2011) reported that the expression of PI3K/PEC was not observed in HGA+ cells.
It was demonstrated that endocrine (CHGA+) subpopulations were enriched (purified) in culture and, when transplanted, they did not generate functional islets or beta cells compared to non-enriched PEC cultures.
Kelly et al. (2011), pp. 3-4, FIG. 4 and Appendix 1; Schulz et al. (201
2); and U.S. Pat. Nos. 7,534,608; 7,695,965;
See, for example, US Pat. Nos. 3,920 and 8,278,106. Examples 17, 18 and Table 19 are
We have described a nearly pure (98.2%) endocrine (CHGA+) cell culture from stage 7 that yielded robust functional grafts in vivo when transplanted (FIG. 34). Considering the results of Examples 17, 18 and others described herein, the functional population of stage 7 cultures is endocrine (CHGA+) cells from stage 7, not the significantly smaller percentage of non-endocrine (CHGA-) cells (2.08%). This is in contrast to stage 4 PEC cultures reported in detail by applicants in previous disclosures, where in vivo function is attributed to the non-endocrine (CHGA-) subpopulation. Thus, in general, the endocrine subpopulations from stages 7 and 4 are not comparable or identical.

表23は、ステージ7(適切に特定化された内分泌)およびステージ4(PEC)から
の全内分泌(CHGA+)および非内分泌(CHGA-)亜集団を比較し、亜集団が同等
物でなく、互いから区別されることを実証する、フローサイトメトリーデータを示す。例
えば、CHGA+亜集団の全体の百分率は、ステージ4培養と比較してステージ7で有意
により高かった(85.2対39.4)。したがって、CHGA-亜集団の全体の百分率
は、ステージ4培養と比較してステージ7で有意により低かった(14.8対60.1)
。さらに、真の内分泌細胞、例えばベータ細胞は、CHGA+を発現するだけでなく、少
なくともINSおよびNKX6.1も同時発現する。したがって、真の内分泌細胞はCH
GA+/INS+/NKX6.1+(三重陽性)を発現し、in vivoで機能するこ
とができる。表23は、ステージ7培養がステージ4培養よりほぼ5倍多くのCHGA+
/INS+/NKX6.1+(三重陽性)細胞を有したことを示し(37.8対7.8)
;ステージ4のCHGA+/INS+/NKX6.1+亜集団は上記のように適切に特定
化されているように見える可能性があるが、移植したとき、ステージ4からのこれらの内
分泌亜集団はin vivoで機能せず、ステージ4からの非内分泌(CHGA-)亜集
団はin vivoで成熟し、機能する。したがって、これらの細胞はin vivoで
成熟したベータ細胞になることに発生的に傾倒しているので、出願人はステージ7の内分
泌細胞を内分泌前駆/先駆細胞ではなく、「未熟な内分泌細胞」または「未熟なベータ細
胞」と呼ぶ。
Table 23 shows flow cytometry data comparing total endocrine (CHGA+) and non-endocrine (CHGA-) subpopulations from stage 7 (well-specified endocrine) and stage 4 (PEC), demonstrating that the subpopulations are not equivalent but distinct from one another. For example, the overall percentage of the CHGA+ subpopulation was significantly higher in stage 7 compared to stage 4 cultures (85.2 vs. 39.4). Accordingly, the overall percentage of the CHGA- subpopulation was significantly lower in stage 7 compared to stage 4 cultures (14.8 vs. 60.1).
Furthermore, true endocrine cells, such as beta cells, not only express CHGA+ but also co-express at least INS and NKX6.1. Thus, true endocrine cells are CHGA+.
GA+/INS+/NKX6.1+ (triple positive) and can function in vivo. Table 23 shows that stage 7 cultures express almost 5 times more CHGA+ than stage 4 cultures.
/INS+/NKX6.1+ (triple positive) cells (37.8 vs. 7.8)
while stage 4 CHGA+/INS+/NKX6.1+ subpopulations may appear to be properly specified as described above, when transplanted, these endocrine subpopulations from stage 4 do not function in vivo, whereas the non-endocrine (CHGA-) subpopulations from stage 4 mature and function in vivo. Thus, Applicants refer to stage 7 endocrine cells as "immature endocrine cells" or "immature beta cells" rather than endocrine precursor/precursor cells, as these cells are developmentally committed to becoming mature beta cells in vivo.

(実施例24)
亜鉛センサーを使用するステージ7細胞集団からの内分泌細胞の精製
ベータ細胞分泌性小胞は、高濃度の亜鉛を含有する。亜鉛は、少なくとも亜鉛輸送体S
LC30A8(またはZnT8)の作用によって小胞に蓄積される。亜鉛なしでよりも亜
鉛と結合したときに特定の波長でより多くの光を吸収、放射することによって細胞中の亜
鉛を可視化するために、亜鉛結合蛍光プローブが使用されている。今のところ、報告は、
大部分のプローブはベータ細胞小胞内の亜鉛を検出するために適切に局在化することがで
きないことを示す。興味深いことには、PyDPy1(またはPy1;Chemical
Communications、2011、47:7107~9頁)は小胞に入ること
ができるが、今までベータ細胞で使用されたことはない。Zn2+に結合するとき、Py
1は蛍光強度を50~80倍増加させる。初めて、出願人は、in vivo機能が可能
な内分泌細胞または未熟ベータ細胞集団の生成を実証した。したがって、さらなるin
vitro分析のために、スクリーニングツールとして用いるために、または移植のため
に濃縮された未熟ベータ細胞集団を提供するために、この集団をさらに濃縮するための手
段を有することが有利である。
(Example 24)
Purification of endocrine cells from stage 7 cell populations using a zinc sensor Beta cell secretory vesicles contain high concentrations of zinc. Zinc is transported via at least the zinc transporter S
It accumulates in vesicles through the action of LC30A8 (or ZnT8). Zinc-binding fluorescent probes are used to visualize zinc in cells by absorbing and emitting more light at specific wavelengths when bound to zinc than without zinc. So far, reports have shown that
Most probes are unable to localize adequately to detect zinc within beta cell vesicles. Interestingly, PyDPy1 (or Py1; Chemical
Communications, 2011, 47:7107-9) can enter vesicles but has never been used in beta cells.
1 increases the fluorescence intensity by 50-80 fold. For the first time, applicants have demonstrated the generation of endocrine cells or immature beta cell populations capable of in vivo function. Thus, further in
It would be advantageous to have a means to further enrich this population to provide an enriched immature beta cell population for in vitro analysis, for use as a screening tool, or for transplantation.

ステージ7の内分泌細胞、または未熟ベータ細胞をPy1で処置し、高亜鉛含有量のも
のについて細胞を蛍光によって選別した。Py1亜鉛センサー(Chemo Genic
s Biopharma、Research Triangle Park、NCによっ
て注文合成された)をDMSOに10mMで再懸濁させ、5ミクロモルの最終濃度までD
PBS(-/-)/0.25%BSA(緩衝液A)に希釈した(染色液)。分化したステ
ージ7細胞凝集体をDPBS(-/-)で二回洗浄し、Accumaxで解離させた。B
-27を含有する塩基培地の添加でAccumaxをクエンチした。生じた細胞懸濁液を
40ミクロンメッシュによって濾過し、遠心分離し、緩衝液Aで洗浄し、染色液に再懸濁
させた。染色は15分間継続し、細胞を遠心分離し、緩衝液Aで洗浄し、選別のために緩
衝液Aに再懸濁させた。4℃でフローサイトメトリーによって細胞を選別し、CMRL/
50%FBSに入れた。選別の後、細胞を遠心分離し、RNA単離緩衝液に再懸濁させた
Stage 7 endocrine cells or immature beta cells were treated with Py1 and the cells were fluorescently sorted for high zinc content.
s custom synthesized by Biopharma, Research Triangle Park, NC) was resuspended in DMSO at 10 mM and diluted with D
The staining solution was diluted in PBS (-/-)/0.25% BSA (buffer A). Differentiated stage 7 cell aggregates were washed twice with DPBS (-/-) and dissociated with Accumax.
Accumax was quenched by the addition of base medium containing -27. The resulting cell suspension was filtered through a 40 micron mesh, centrifuged, washed with Buffer A, and resuspended in staining solution. Staining was continued for 15 min, and the cells were centrifuged, washed with Buffer A, and resuspended in Buffer A for sorting. Cells were sorted by flow cytometry at 4°C and stained using CMRL/
After sorting, cells were centrifuged and resuspended in RNA isolation buffer.

図40に示す結果では、多角形で包囲されているか囲まれている細胞は、亜鉛に結合し
たPy1センサーの存在のために蛍光が増加した生細胞である。この細胞集団は2つのほ
ぼ等しいゲートにさらに分割し、それらの蛍光強度によって明るいおよび薄暗いと命名し
た2つの管に選別した。RNAを細胞から調製し、Nanostring分析にかけた。
In the results shown in Figure 40, cells surrounded or surrounded by the polygon are live cells with increased fluorescence due to the presence of the Py1 sensor bound to zinc. This cell population was further divided into two approximately equal gates and sorted by their fluorescence intensity into two tubes designated bright and dim. RNA was prepared from the cells and subjected to Nanostring analysis.

図42A~Cに見られるように、薄暗い集団は、INS、IAPP、PDX1、NKX
6.1、PAX4、PCSK1、G6PC2、GCKおよびSLC30A8などのベータ
細胞系列のマーカーが濃縮される。これは、亜鉛センサーを使用して、ステージ7細胞集
団からベータ細胞または未熟なベータ細胞を精製することができることを示す。以前の実
験は、Nanostringによる630,000個のINS mRNA単位がフローサ
イトメトリーによる約49%のINS陽性細胞に対応すると判定した(データ示さず)。
したがって、1,200,000個のINS Nanostring値を有する精製され
た薄暗い集団は、約93%のINS陽性細胞(1,200,000/630,000×4
9%)に対応するであろう。
As seen in Figures 42A-C, the dim population is composed of INS, IAPP, PDX1, and NKX.
Markers of beta cell lineage such as 6.1, PAX4, PCSK1, G6PC2, GCK and SLC30A8 are enriched. This indicates that the zinc sensor can be used to purify beta cells or immature beta cells from stage 7 cell populations. Previous experiments determined that 630,000 INS mRNA units by Nanostring corresponded to approximately 49% INS positive cells by flow cytometry (data not shown).
Thus, a purified dim population with an INS Nanostring value of 1,200,000 would contain approximately 93% INS-positive cells (1,200,000/630,000 x 4
This would correspond to 9%).

反対に、明るい選別集団は、GCG、ARXおよびSLC30A8などのα細胞系列の
マーカーが濃縮された(図41、42、43)。ベータ細胞と同様に、グルカゴン細胞も
亜鉛を取り込むことが知られており、したがってベータ細胞とグルカゴン細胞の両方で亜
鉛に結合するためにPy1センサーを使用することができるが、それらの異なるレベルの
蛍光によって分離または選別される。
Conversely, the bright sorted population was enriched for markers of the alpha cell lineage, such as GCG, ARX and SLC30A8 (Figures 41, 42, 43).Like beta cells, glucagon cells are also known to take up zinc, and therefore the Py1 sensor can be used to bind zinc in both beta and glucagon cells, but separated or sorted by their different levels of fluorescence.

PEC(ステージ1~4)内分泌細胞(ステージ1~7)培養を作製するための方法の
要約
要約すると、本明細書に記載される本発明は、少なくともPECおよび未熟内分泌細胞
、ならびにPEC生成のためにステージ1~4および内分泌細胞の生成のためにステージ
1~7を少なくとも含むそのような細胞の作製方法を目的とする。図43、44および4
5は、出願人の細胞組成物および本明細書に記載される生成方法の特定の態様を要約する
図である。
Summary of Methods for Producing PEC (Stages 1-4) Endocrine Cell (Stages 1-7) Cultures In summary, the invention described herein is directed to at least PEC and immature endocrine cells, and methods for producing such cells including at least stages 1-4 for PEC production and stages 1-7 for endocrine cell production.
FIG. 5 summarizes certain aspects of Applicant's cell compositions and production methods described herein.

出願人は、in vivo移植したとき、ステージ4分化プロトコルの後の内分泌(C
HGA+)亜集団は、成熟した機能する膵島細胞に発達しないことを前に報告した。図4
3および44のステージ4の後の「EN」細胞型を参照する。これらの内分泌(CHGA
+)亜集団は、早期または成熟前のNGN3発現(PDX1およびKX6.1同時発現の
前のNGN3発現)を有した。上記、Rukstalisら(2009)も参照。対照的
に、NGN3を発現しなかったPECの非内分泌(CHGA-)亜集団は、in viv
oで内分泌細胞に発達および成熟する。PECの非内分泌(CHGA-)亜集団のin
vivo成熟の後までのこの遅れたNGN3発現は、実施例10(図15~16)に示し
たが、そこでは、アクチビン、Wntおよびヘレグリンの組合せが対照と比較してNGN
3を効果的に抑圧し、対照と比較したこのPECの移植は、in vivo機能を向上さ
せた。図15~16を参照する。
Applicant has demonstrated that when transplanted in vivo, endocrine (C
We previously reported that the HGA+ subpopulation does not develop into mature, functioning islet cells.
These endocrine (CHGA)
The non-endocrine (CHGA-) subpopulation of PECs that did not express NGN3 had early or premature NGN3 expression (NGN3 expression prior to PDX1 and KX6.1 co-expression). See also Rukstalis et al. (2009), supra. In contrast, the non-endocrine (CHGA-) subpopulation of PECs that did not express NGN3 had early or premature NGN3 expression (NGN3 expression prior to PDX1 and KX6.1 co-expression).
o develop and mature into endocrine cells.
This delayed NGN3 expression until after in vivo maturation was shown in Example 10 (FIGS. 15-16), where a combination of activin, Wnt and heregulin reduced NGN3 expression compared to controls.
3 and transplantation of these PECs compared to controls improved in vivo function. See Figures 15-16.

次に出願人は、in vivoで膵島に発達および成熟することが可能で、PEC、特
にPECの非内分泌(CHGA-)亜集団の全ての場合に観察されたものと同様に血中グ
ルコースレベルに応答してインスリンを作製する、適切に特定化された内分泌細胞培養を
得ようと努力した。この目的のために、ステージ3および4でNGN3発現を抑制または
阻害するために、出願人は多くの反復実験を実施した。実施例8~11は、NGN3発現
または抑制に影響を及ぼすために、出願人による、単独、またはWntおよびヘレグリン
などの他の作用物質と一緒の、様々な濃度でのアクチビンの使用を詳述する。図44は、
ステージ3および4でのアクチビンの影響も要約する。
Applicants next sought to obtain appropriately specified endocrine cell cultures capable of developing and maturing into pancreatic islets in vivo, and making insulin in response to blood glucose levels similar to what was observed in all cases of PEC, particularly the non-endocrine (CHGA-) subpopulation of PEC. To this end, Applicants performed a number of replicate experiments to suppress or inhibit NGN3 expression at stages 3 and 4. Examples 8-11 detail Applicants' use of activin at various concentrations, alone or together with other agents such as Wnt and heregulin, to affect NGN3 expression or suppression. FIG.
The effects of activin at stages 3 and 4 are also summarized.

NGN3発現を遅らせることができ、それはin vivo機能に影響を及ぼさないこ
とが実証されると、出願人は、PEC(ステージ4)形成後のステージで内分泌マーカー
の発現を誘導する方法を探索した。実施例11~14および16~22は、in viv
o機能を生成することができた適切に特定化された内分泌集団を生成する培養条件を最適
化するために用いた、多くの反復および方法を記載する。具体的には、出願人は、NGN
3発現および内分泌分化を誘導するために、ステージ5でガンマセクレターゼ阻害剤を使
用した。出願人は、内分泌マーカー発現を増加させるためにステージ6および7でCMR
Lなどの試薬を;INSおよびPDX1を増加させるためにBMPを使用した。図44お
よび45は、これらの努力を要約し、記載する。
Having demonstrated that NGN3 expression can be delayed without affecting in vivo function, Applicants sought to find ways to induce expression of endocrine markers at stages after PEC (stage 4) formation. Examples 11-14 and 16-22 demonstrate in vivo
We describe a number of iterations and methods used to optimize culture conditions to generate appropriately specialized endocrine populations that were capable of generating functional NGNs.
Applicants used a gamma secretase inhibitor at stage 5 to induce CMR 3 expression and endocrine differentiation. Applicants also used CMR 3 expression at stages 6 and 7 to increase endocrine marker expression.
and BMP to increase INS and PDX1. Figures 44 and 45 summarize and describe these efforts.

当初、細胞を特徴付けして同定するために、複数の方法論を使用する必要があることは
理解されよう(例えばQ-PCR、ICC、フローサイトメトリー分析、Cペプチドアッ
セイ等)。特定の細胞分化培養条件の下でそのような細胞を完全に特徴付けして同定した
後に、そのような細胞型が得られたかどうか分析する唯一の方法として、Q-PCRおよ
びNanostring多重RNAがしばしば使用された。
It will be appreciated that multiple methodologies need to be used initially to characterize and identify the cells (e.g. Q-PCR, ICC, flow cytometry analysis, C-peptide assay, etc.) Q-PCR and Nanostring multiplexed RNA were often used as the only methods to analyze whether such cell types were obtained after fully characterizing and identifying such cells under specific cell differentiation culture conditions.

本明細書に記載される方法、組成物およびデバイスは、現在好ましい実施形態の代表で
あり、例示的であり、本発明の範囲を限定することを意図していない。本発明の精神に包
含され、開示の範囲によって規定される、それへの変更および他の使用は当業者に思いつ
くであろう。したがって、本発明の範囲および精神を逸脱しない範囲で、様々な置換およ
び改変を本明細書に開示される本発明に加えることができることは、当業技術者に明らか
になる。
The methods, compositions and devices described herein are representative of currently preferred embodiments, are exemplary, and are not intended to limit the scope of the present invention. Modifications thereto and other uses that are encompassed by the spirit of the present invention and are defined by the scope of the disclosure will occur to those skilled in the art. Thus, it will be apparent to those skilled in the art that various substitutions and modifications can be made to the present invention disclosed herein without departing from the scope and spirit of the present invention.

下の請求項およびこの開示全体で用いられるように、語句「から事実上なる」は、語句
の後に掲載される任意の要素を含むことを意味し、掲載される要素について開示で特定さ
れる活性または作用に干渉しないか寄与しない他の要素に限定される。したがって、語句
「から事実上なる」は、掲載される要素は必要とされるか必須であるが、他の要素は任意
選択であり、掲載される要素の活性か作用にそれらが影響を及ぼすかどうかによって存在
しても存在しなくてもよいことを示す。さらに、数値、例えば量、濃度、百分率、割合ま
たは範囲が列挙される実施形態では、言及される値は、「少なくとも約」その数値、「約
」その数値、または「少なくとも」その数値であってもよいことが理解される。
As used in the claims below and throughout this disclosure, the phrase "consisting essentially of" is meant to include any elements listed after the phrase, limited to other elements that do not interfere with or contribute to the activity or action specified in the disclosure for the listed elements. Thus, the phrase "consisting essentially of" indicates that the listed elements are required or essential, but that other elements are optional and may or may not be present depending on whether they affect the activity or action of the listed elements. Additionally, in embodiments in which numerical values, such as amounts, concentrations, percentages, proportions, or ranges, are recited, it is understood that the value recited may be "at least about" that numerical value, "about" that numerical value, or "at least" that numerical value.

実施形態
実施形態1.in vitro単能性ヒト未成熟ベータ細胞。
EMBODIMENTS Embodiment 1. In vitro unipotent human immature beta cells.

実施形態2.INSおよびNKX6.1を発現し、NGN3を実質的に発現しない、実
施形態1に記載の単能性ヒト未成熟ベータ細胞。
Embodiment 2. The unipotent human immature beta cell of embodiment 1, which expresses INS and NKX6.1 and does not substantially express NGN3.

実施形態3.成熟ベータ細胞に分化することができる、実施形態1に記載の単能性ヒト
未成熟ベータ細胞。
Embodiment 3. The unipotent human immature beta cells of embodiment 1, capable of differentiating into mature beta cells.

実施形態4.前記分化がin vivoにおけるものである、実施形態3に記載の単能
性ヒト未成熟ベータ細胞。
Embodiment 4. The unipotent human immature beta cell of embodiment 3, wherein said differentiation is in vivo.

実施形態5.細胞集団の一部を形成する、実施形態1に記載の単能性ヒト未成熟ベータ
細胞。
Embodiment 5. A unipotent human immature beta cell according to embodiment 1, which forms part of a cell population.

実施形態6.前記細胞集団の少なくとも10%が未成熟ベータ細胞である、実施形態5
に記載の単能性ヒト未成熟ベータ細胞。
Embodiment 6. Embodiment 5, wherein at least 10% of the cell population are immature beta cells.
2. A unipotent human immature beta cell as described in claim 1.

実施形態7.前記細胞集団の少なくとも20%が未成熟ベータ細胞である、実施形態5
に記載の単能性ヒト未成熟ベータ細胞。
Embodiment 7. Embodiment 5, wherein at least 20% of the cell population are immature beta cells.
2. A unipotent human immature beta cell as described in claim 1.

実施形態8.前記細胞集団の少なくとも30%が未成熟ベータ細胞である、実施形態5
に記載の単能性ヒト未成熟ベータ細胞。
Embodiment 8. The method of embodiment 5, wherein at least 30% of the cell population are immature beta cells.
2. A unipotent human immature beta cell as described in claim 1.

実施形態9.前記細胞集団の少なくとも40%が未成熟ベータ細胞である、実施形態5
に記載の単能性ヒト未成熟ベータ細胞。
Embodiment 9. The method of embodiment 5, wherein at least 40% of the cell population are immature beta cells.
2. A unipotent human immature beta cell as described in claim 1.

実施形態10.前記細胞集団の少なくとも50%が未成熟ベータ細胞である、実施形態
5に記載の単能性ヒト未成熟ベータ細胞。
Embodiment 10. The unipotent human immature beta cells of embodiment 5, wherein at least 50% of said cell population are immature beta cells.

実施形態11.前記細胞集団の少なくとも60%が未成熟ベータ細胞である、実施形態
5に記載の単能性ヒト未成熟ベータ細胞。
Embodiment 11. The unipotent human immature beta cells of embodiment 5, wherein at least 60% of said cell population are immature beta cells.

実施形態12.前記細胞集団の少なくとも80%が未成熟ベータ細胞である、実施形態
5に記載の単能性ヒト未成熟ベータ細胞。
Embodiment 12. The unipotent human immature beta cells of embodiment 5, wherein at least 80% of said cell population are immature beta cells.

実施形態13.前記細胞集団の少なくとも90%が未成熟ベータ細胞である、実施形態
5に記載の単能性ヒト未成熟ベータ細胞。
Embodiment 13. The unipotent human immature beta cells of embodiment 5, wherein at least 90% of said cell population are immature beta cells.

実施形態14.前記細胞集団の少なくとも98%が未成熟ベータ細胞である、実施形態
5に記載の単能性ヒト未成熟ベータ細胞。
Embodiment 14. The unipotent human immature beta cells of embodiment 5, wherein at least 98% of said cell population are immature beta cells.

実施形態15.単一ホルモン性である、実施形態1に記載の単能性ヒト未成熟ベータ細
胞。
Embodiment 15. The unipotent human immature beta cells of embodiment 1, which are monohormonal.

実施形態16.MAFBを発現する、実施形態1に記載の単能性ヒト未成熟ベータ細胞
Embodiment 16. The unipotent human immature beta cell of embodiment 1, which expresses MAFB.

実施形態17.単能性ヒト未成熟ベータ細胞を生成する方法であって、ヒト胚体内胚葉
系列細胞をin vitroでTGFβスーパーファミリーメンバーおよびWntファミ
リーメンバーと接触させ、それにより、未成熟ベータ細胞を生じさせるステップを含む方
法。
Embodiment 17. A method of generating unipotent human immature beta cells, comprising contacting human definitive endoderm lineage cells in vitro with a TGFβ superfamily member and a Wnt family member, thereby giving rise to immature beta cells.

実施形態18.前記単能性ヒト未成熟ベータ細胞が、INS、NKX6.1を発現し、
NGN3を実質的に発現しない、実施形態4に記載の方法。
Embodiment 18. The unipotent human immature beta cells express INS, NKX6.1,
5. The method of embodiment 4, wherein the cell does not substantially express NGN3.

実施形態19.TGFβスーパーファミリーメンバーが、Nodal、アクチビンA、
アクチビンB、BMP2、BMP4、GDF8、GDF-10、GDF-11およびGD
F-15からなる群から選択される、実施形態4に記載の方法。
Embodiment 19. The TGFβ superfamily member is Nodal, Activin A,
Activin B, BMP2, BMP4, GDF8, GDF-10, GDF-11 and GD
5. The method of embodiment 4, wherein the medicament is selected from the group consisting of F-15.

実施形態20.ヒト胚体内胚葉系列細胞をin vitroでERRB受容体キナーゼ
活性化作用物質と接触させるステップをさらに含む、実施形態4に記載の方法。
Embodiment 20 The method of embodiment 4, further comprising contacting human definitive endoderm lineage cells in vitro with an ERRB receptor kinase activating agent.

実施形態21.TGFβスーパーファミリー成長因子がアクチビンAである、実施形態
4に記載の方法。
Embodiment 21 The method of embodiment 4, wherein the TGFβ superfamily growth factor is activin A.

実施形態22.WntファミリーメンバーがWnt3aである、実施形態4に記載の方
法。
Embodiment 22 The method of embodiment 4, wherein the Wnt family member is Wnt3a.

実施形態23.ERBB受容体キナーゼ活性化作用物質がヘレグリンである、実施形態
6に記載の方法。
Embodiment 23 The method of embodiment 6, wherein the ERBB receptor kinase activating agent is heregulin.

実施形態24.TGFβスーパーファミリー成長因子がBMPである、実施形態4に記
載の方法。
Embodiment 24 The method of embodiment 4, wherein the TGFβ superfamily growth factor is a BMP.

実施形態25.ヒト胚体内胚葉系列細胞をin vitroでニコチンアミド、レチノ
イン酸またはレチノイン酸類似体、rhoキナーゼ阻害剤またはガンマセレクターゼ阻害
剤と接触させるステップをさらに含む、実施形態4に記載の方法。
Embodiment 25. The method of embodiment 4, further comprising contacting the human definitive endoderm lineage cells in vitro with nicotinamide, retinoic acid or a retinoic acid analog, a rho kinase inhibitor, or a gamma secretase inhibitor.

実施形態26.レチノイン酸が、オールトランス-レチノイン酸(RA)、13-シス
-レチノイン酸(13-シス-RA)、およびアロチノイド酸(TTNPB)からなる群
から選択される、実施形態25に記載の方法。
Embodiment 26. The method of embodiment 25, wherein the retinoic acid is selected from the group consisting of all-trans-retinoic acid (RA), 13-cis-retinoic acid (13-cis-RA), and arotinoid acid (TTNPB).

実施形態27.レチノイン酸がオールトランスレチノイン酸(RA)である、実施形態
26に記載の方法。
Embodiment 27 The method of embodiment 26, wherein the retinoic acid is all-trans retinoic acid (RA).

実施形態28.レチノイン酸が13-シス-レチノイン酸(13-シス-RA)である
、実施形態26に記載の方法。
Embodiment 28. The method of embodiment 26, wherein the retinoic acid is 13-cis-retinoic acid (13-cis-RA).

実施形態29.レチノイン酸がアロチノイド酸(TTNPB)である、実施形態26に
記載の方法。
Embodiment 29. The method of embodiment 26, wherein the retinoic acid is arotinoid acid (TTNPB).

実施形態30.rhoキナーゼ阻害剤が、Y-27632、ファスジル、H-1152
P、Wf-536およびY-30141からなる群から選択される、実施形態25に記載
の方法。
Embodiment 30. The rho kinase inhibitor is Y-27632, fasudil, H-1152
26. The method of embodiment 25, wherein the anti-inflammatory agent is selected from the group consisting of P, Wf-536 and Y-30141.

実施形態31.rhoキナーゼ阻害剤がY-27632である、実施形態30に記載の
方法。
Embodiment 31 The method of embodiment 30, wherein the rho kinase inhibitor is Y-27632.

実施形態32.ガンマセレクターゼ阻害剤が、ガンマセレクターゼ阻害剤I(GSI
I)、ガンマセレクターゼ阻害剤II(GSI II)、ガンマセレクターゼ阻害剤II
I(GSI III)、ガンマセレクターゼ阻害剤IV(GSI IV)、ガンマセレク
ターゼ阻害剤V(GSI V)、ガンマセレクターゼ阻害剤VI(GSI VI)、ガン
マセレクターゼ阻害剤VII(GSI VII)、ガンマセレクターゼ阻害剤IX(GS
I IX)、(DAPT)、ガンマセレクターゼ阻害剤XI(GSI XI)、ガンマセ
レクターゼ阻害剤XII(GSI XII)、ガンマセレクターゼ阻害剤XIII(GS
I XIII)、ガンマセレクターゼ阻害剤XIV(GSI XIV)、ガンマセレクタ
ーゼ阻害剤XVI(GSI XVI)、ガンマセレクターゼ阻害剤XVII(GSI X
VII)、ガンマセレクターゼ阻害剤XIX(GSI XIX)、ガンマセレクターゼ阻
害剤XX(GSI XX)、ガンマセレクターゼ阻害剤XXI(GSI XXI)、ガン
マ40セレクターゼ阻害剤I、ガンマ40セレクターゼ阻害剤IIおよびRO49290
97からなる群から選択される、実施形態25に記載の方法。
Embodiment 32. The gamma selenase inhibitor is gamma selenase inhibitor I (GSI
I), Gamma Sectorase Inhibitor II (GSI II), Gamma Sectorase Inhibitor II
I (GSI III), gamma-secretase inhibitor IV (GSI IV), gamma-secretase inhibitor V (GSI V), gamma-secretase inhibitor VI (GSI VI), gamma-secretase inhibitor VII (GSI VII), gamma-secretase inhibitor IX (GSI
I IX), (DAPT), gamma-secreta segregase inhibitor XI (GSI XI), gamma-secreta segregase inhibitor XII (GSI XII), gamma-secreta segregase inhibitor XIII (GS
Gamma-secretase inhibitor XIV (GSI XIV), gamma-secretase inhibitor XVI (GSI XVI), gamma-secretase inhibitor XVII (GSI XVII)
VII), gamma-secretase inhibitor XIX (GSI XIX), gamma-secretase inhibitor XX (GSI XX), gamma-secretase inhibitor XXI (GSI XXI), gamma 40-secretase inhibitor I, gamma 40-secretase inhibitor II, and RO49290.
26. The method of embodiment 25, wherein the compound is selected from the group consisting of:

実施形態33.ガンマセレクターゼ阻害剤がRO4929097である、実施形態32
に記載の方法。
Embodiment 33. The gamma selenase inhibitor of embodiment 32 is RO4929097.
The method according to

実施形態34.ガンマセレクターゼ阻害剤がGSI IVである、実施形態32に記載
の方法。
Embodiment 34 The method of embodiment 32, wherein the gamma-secretase inhibitor is GSI IV.

実施形態35.成熟ベータ細胞をin vivoで生成するための方法であって、a.
ヒト胚体内胚葉系列細胞をin vitroでTGFβスーパーファミリーメンバーおよ
びWntファミリーメンバーと接触させ、それにより、未成熟ベータ細胞を生じさせるス
テップと、b.ステップ(a)の未成熟ベータ細胞を哺乳動物対象に移植するステップと
、c.未成熟ベータ細胞をin vivoで分化させて、成熟ベータ細胞を含む細胞の集
団を生成するステップとを含む方法。
Embodiment 35. A method for generating mature beta cells in vivo, comprising: a.
2. A method comprising: b. contacting human definitive endoderm lineage cells in vitro with a TGFβ superfamily member and a Wnt family member, thereby giving rise to immature beta cells; c. transplanting the immature beta cells of step (a) into a mammalian subject; and c. differentiating the immature beta cells in vivo to generate a population of cells comprising mature beta cells.

実施形態36.前記成熟ベータ細胞に、グルコース刺激に応答してインスリンを生成さ
せるステップをさらに含む、実施形態10に記載の方法。
Embodiment 36 The method of embodiment 10, further comprising causing said mature beta cells to produce insulin in response to glucose stimulation.

実施形態37.前記TGFβスーパーファミリー成長因子が、Nodal、アクチビン
AおよびアクチビンB、GDF-8、GDF-11およびGDF-15からなる群から選
択される、実施形態10に記載の方法。
Embodiment 37. The method of embodiment 10, wherein the TGFβ superfamily growth factor is selected from the group consisting of Nodal, activin A and activin B, GDF-8, GDF-11 and GDF-15.

実施形態38.ヒト胚体内胚葉系列細胞をin vitroでERBB受容体キナーゼ
活性化作用物質と接触させるステップをさらに含む、実施形態10に記載の方法。
Embodiment 38 The method of embodiment 10, further comprising contacting the human definitive endoderm lineage cells with an ERBB receptor kinase activating agent in vitro.

実施形態39.TGFβスーパーファミリー成長因子がアクチビンAである、実施形態
10に記載の方法。
Embodiment 39. The method of embodiment 10, wherein the TGFβ superfamily growth factor is activin A.

実施形態40.WntファミリーメンバーがWnt3aである、実施形態10に記載の
方法。
Embodiment 40 The method of embodiment 10, wherein the Wnt family member is Wnt3a.

実施形態41.ERBB受容体キナーゼ活性化作用物質がヘレグリンである、実施形態
37に記載の方法。
Embodiment 41 The method of embodiment 37, wherein the ERBB receptor kinase activating agent is heregulin.

実施形態42.ヒト胚体内胚葉系列細胞を少なくとも25ng/mLのTGFβスーパ
ーファミリー成長因子と接触させる、実施形態1に記載の方法。
Embodiment 42 The method of embodiment 1, wherein the human definitive endoderm lineage cells are contacted with at least 25 ng/mL of a TGFβ superfamily growth factor.

実施形態43.ヒト胚体内胚葉系列細胞を少なくとも50ng/mLのTGFβスーパ
ーファミリー成長因子と接触させる、実施形態10に記載の方法。
Embodiment 43 The method of embodiment 10, wherein the human definitive endoderm lineage cells are contacted with at least 50 ng/mL of a TGFβ superfamily growth factor.

実施形態44.ヒト胚体内胚葉系列細胞を少なくとも75ng/mLのTGFβスーパ
ーファミリー成長因子と接触させる、実施形態10に記載の方法。
Embodiment 44 The method of embodiment 10, wherein the human definitive endoderm lineage cells are contacted with at least 75 ng/mL of a TGFβ superfamily growth factor.

実施形態45.ヒト胚体内胚葉系列細胞を少なくとも25ng/mLのWntファミリ
ーメンバーと接触させる、実施形態10に記載の方法。
Embodiment 45 The method of embodiment 10, wherein the human definitive endoderm lineage cells are contacted with at least 25 ng/mL of a Wnt family member.

実施形態46.ヒト胚体内胚葉系列細胞を少なくとも50ng/mLのWntファミリ
ーメンバーと接触させる、実施形態10に記載の方法。
Embodiment 46 The method of embodiment 10, wherein the human definitive endoderm lineage cells are contacted with at least 50 ng/mL of a Wnt family member.

実施形態47.ヒト胚体内胚葉系列細胞を少なくとも75ng/mLのWntファミリ
ーメンバーと接触させる、実施形態10に記載の方法。
Embodiment 47 The method of embodiment 10, wherein the human definitive endoderm lineage cells are contacted with at least 75 ng/mL of a Wnt family member.

実施形態48.ヒト胚体内胚葉系列細胞をTGFβスーパーファミリー成長因子および
Wntファミリーメンバーの5分の1~15分の1のERBB受容体キナーゼ活性化作用
物質と接触させる、実施形態37に記載の方法。
Embodiment 48. The method of embodiment 37, wherein the human definitive endoderm lineage cells are contacted with a TGFβ superfamily growth factor and an ERBB receptor kinase activating agent that is 5-15 times less abundant than a Wnt family member.

実施形態49.前記細胞集団の少なくとも10%が未成熟ベータ細胞である、実施形態
10に記載の方法。
Embodiment 49. The method of embodiment 10, wherein at least 10% of the cell population are immature beta cells.

実施形態50.前記細胞集団の少なくとも20%が未成熟ベータ細胞である、実施形態
10に記載の方法。
Embodiment 50 The method of embodiment 10, wherein at least 20% of said cell population are immature beta cells.

実施形態51.前記細胞集団の少なくとも30%が未成熟ベータ細胞である、実施形態
10に記載の方法。
Embodiment 51 The method of embodiment 10, wherein at least 30% of said cell population are immature beta cells.

実施形態52.前記細胞集団の少なくとも40%が未成熟ベータ細胞である、実施形態
10に記載の方法。
Embodiment 52 The method of embodiment 10, wherein at least 40% of said cell population are immature beta cells.

実施形態53.前記細胞集団の少なくとも50%が未成熟ベータ細胞である、実施形態
10に記載の方法。
Embodiment 53 The method of embodiment 10, wherein at least 50% of said cell population are immature beta cells.

実施形態54.前記細胞集団の少なくとも60%が未成熟ベータ細胞である、実施形態
10に記載の方法。
Embodiment 54 The method of embodiment 10, wherein at least 60% of said cell population are immature beta cells.

実施形態55.前記細胞集団の少なくとも70%が未成熟ベータ細胞である、実施形態
10に記載の方法。
Embodiment 55 The method of embodiment 10, wherein at least 70% of said cell population are immature beta cells.

実施形態56.前記細胞集団の少なくとも80%が未成熟ベータ細胞である、実施形態
10に記載の方法。
Embodiment 56 The method of embodiment 10, wherein at least 80% of said cell population are immature beta cells.

実施形態57.前記細胞集団の少なくとも90%が未成熟ベータ細胞である、実施形態
10に記載の方法。
Embodiment 57 The method of embodiment 10, wherein at least 90% of said cell population are immature beta cells.

実施形態58.未成熟ベータ細胞が、INSおよびNKX6.1を発現し、NGN3を
実質的に発現しない、実施形態10に記載の方法。
Embodiment 58. The method of embodiment 10, wherein the immature beta cells express INS and NKX6.1, and do not substantially express NGN3.

実施形態59.未成熟ベータ細胞が、INS、NKX6.1およびMFABを発現し、
NGN3を実質的に発現しない、実施形態10に記載の方法。
Embodiment 59. The immature beta cells express INS, NKX6.1 and MFAB,
11. The method of embodiment 10, which does not substantially express NGN3.

実施形態60.INSおよびNKX6.1を発現し、NGN3を実質的に発現しない、
in vitro単能性ヒト未成熟ベータ細胞。
Embodiment 60. A cell line expressing INS and NKX6.1 and substantially no NGN3 expression.
In vitro unipotent human immature beta cells.

実施形態61.成熟ベータ細胞へと成熟することができる、実施形態60に記載の単能
性ヒト未成熟ベータ細胞。
Embodiment 61. The unipotent human immature beta cell of embodiment 60, which is capable of maturing into a mature beta cell.

実施形態62.MAFBをさらに発現する、実施形態60に記載の単能性ヒト未成熟ベ
ータ細胞。
Embodiment 62. The unipotent human immature beta cell of embodiment 60, further expressing MAFB.

実施形態63.単能性ヒト未成熟ベータ細胞を生成する方法であって、ヒト胚体内胚葉
系列細胞をin vitroでTGFβスーパーファミリーメンバーおよびWntファミ
リーメンバーと接触させ、それにより、単能性ヒト未成熟ベータ細胞を生成するステップ
を含む方法。
Embodiment 63. A method of generating unipotent human immature beta cells, comprising contacting human definitive endoderm lineage cells in vitro with a TGFβ superfamily member and a Wnt family member, thereby generating unipotent human immature beta cells.

実施形態64.前記単能性ヒト未成熟ベータ細胞が、INS、NKX6.1を発現し、
NGN3を実質的に発現しない、実施形態63に記載の方法。
Embodiment 64. The unipotent human immature beta cells express INS, NKX6.1,
64. The method of embodiment 63, which does not substantially express NGN3.

実施形態65.ヒト胚体内胚葉系列細胞をin vitroでERBB受容体キナーゼ
活性化作用物質と接触させるステップをさらに含む、実施形態63に記載の方法。
Embodiment 65 The method of embodiment 63, further comprising contacting the human definitive endoderm lineage cells with an ERBB receptor kinase activating agent in vitro.

実施形態66.TGFβスーパーファミリー成長因子がアクチビンAである、実施形態
63に記載の方法。
Embodiment 66 The method of embodiment 63, wherein the TGFβ superfamily growth factor is activin A.

実施形態67.WntファミリーメンバーがWnt3aである、実施形態63に記載の
方法。
Embodiment 67 The method of embodiment 63, wherein the Wnt family member is Wnt3a.

実施形態68.ERBB受容体キナーゼ活性化作用物質がヘレグリンである、実施形態
65に記載の方法。
Embodiment 68 The method of embodiment 65, wherein the ERBB receptor kinase activating agent is heregulin.

実施形態69.成熟ベータ細胞をin vivoで生成するための方法であって、a.
ヒト胚体内胚葉系列細胞をin vitroでTGFβスーパーファミリーメンバーおよ
びWntファミリーメンバーと接触させ、それにより、未成熟ベータ細胞を生じさせるス
テップと、b.ステップ(a)の未成熟ベータ細胞を哺乳動物対象に移植するステップと
、c.未成熟ベータ細胞をin vivoで成熟させて、インスリン分泌ベータ細胞を含
む細胞の集団を生成するステップとを含む方法。
Embodiment 69. A method for generating mature beta cells in vivo, comprising: a.
2. A method comprising: b. contacting human definitive endoderm lineage cells in vitro with a TGFβ superfamily member and a Wnt family member, thereby giving rise to immature beta cells; c. transplanting the immature beta cells of step (a) into a mammalian subject; and c. maturing the immature beta cells in vivo to generate a population of cells comprising insulin-secreting beta cells.

実施形態70.ヒト胚体内胚葉系列細胞をin vitroでERBB受容体キナーゼ
活性化作用物質と接触させるステップをさらに含む、実施形態69に記載の方法。
Embodiment 70 The method of embodiment 69, further comprising contacting the human definitive endoderm lineage cells with an ERBB receptor kinase activating agent in vitro.

実施形態71.TGFβスーパーファミリー成長因子がアクチビンAである、実施形態
69に記載の方法。
Embodiment 71 The method of embodiment 69, wherein the TGFβ superfamily growth factor is activin A.

実施形態72.WntファミリーメンバーがWnt3aである、実施形態69に記載の
方法。
Embodiment 72 The method of embodiment 69, wherein the Wnt family member is Wnt3a.

実施形態73.ERBB受容体キナーゼ活性化作用物質がヘレグリンである、実施形態
70に記載の方法。
Embodiment 73 The method of embodiment 70, wherein the ERBB receptor kinase activating agent is heregulin.

実施形態74.ヒト胚体内胚葉系列細胞を少なくとも50ng/mLのTGFβスーパ
ーファミリー成長因子と接触させる、実施形態69に記載の方法。
Embodiment 74 The method of embodiment 69, wherein the human definitive endoderm lineage cells are contacted with at least 50 ng/mL of a TGFβ superfamily growth factor.

実施形態75.ヒト胚体内胚葉系列細胞を少なくとも25ng/mLのWntファミリ
ーメンバーと接触させる、実施形態69に記載の方法。
Embodiment 75 The method of embodiment 69, wherein the human definitive endoderm lineage cells are contacted with at least 25 ng/mL of a Wnt family member.

実施形態76.ヒト胚体内胚葉系列細胞をTGFβスーパーファミリー成長因子および
Wntファミリーメンバーの5分の1~15分の1ERBB受容体キナーゼ活性化作用物
質と接触させる、実施形態70に記載の方法。
Embodiment 76 The method of embodiment 70, wherein the human definitive endoderm lineage cells are contacted with a TGFβ superfamily growth factor and an ERBB receptor kinase activating agent that is 5-15 fold lower than that of a Wnt family member.

実施形態77.未成熟ベータ細胞が、INSおよびNKX6.1を発現し、NGN3を
実質的に発現しない、実施形態69に記載の方法。
Embodiment 77 The method of embodiment 69, wherein the immature beta cells express INS and NKX6.1, and do not substantially express NGN3.

実施形態78.未成熟ベータ細胞が、INS、NKX6.1およびMAFBを発現し、
NGN3を実質的に発現しない、実施形態69に記載の方法。
Embodiment 78. The immature beta cells express INS, NKX6.1 and MAFB;
70. The method of embodiment 69, wherein the cell does not substantially express NGN3.

Claims (8)

単能性ヒト未成熟ベータ細胞を生成する方法であって、ヒト胚体内胚葉系列細胞をインビトロでTGFβスーパーファミリーメンバーおよびWntファミリーメンバーと接触させ、それにより、単能性ヒト未成熟ベータ細胞を生じさせることを含み、前記単能性ヒト未成熟ベータ細胞はINSおよびNKX6.1を発現しNGN3を実質的に発現しない、方法。 1. A method for generating unipotent human immature beta cells, comprising contacting human definitive endoderm lineage cells in vitro with a TGFβ superfamily member and a Wnt family member, thereby generating unipotent human immature beta cells , wherein the unipotent human immature beta cells express INS and NKX6.1 and do not substantially express NGN3 . 前記ヒト胚体内胚葉系列細胞をインビトロでヘレグリンと接触させることをさらに含む、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, further comprising contacting the human definitive endoderm lineage cells with heregulin in vitro. 前記TGFβスーパーファミリーメンバーがアクチビンAである、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the TGFβ superfamily member is activin A. 前記WntファミリーメンバーはWnt3aである、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the Wnt family member is Wnt3a. 前記ヘレグリンはヘレグリン-1、ヘレグリン-2、ヘレグリン-3、またはヘレグリン-4である、請求項に記載の方法。 The method of claim 2 , wherein the heregulin is heregulin-1, heregulin-2, heregulin-3, or heregulin-4. 前記ヒト胚体内胚葉系列細胞が少なくとも50ng/mLのTGFβスーパーファミリーメンバーと接触される、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the human definitive endoderm lineage cells are contacted with at least 50 ng/mL of a TGFβ superfamily member. 前記ヒト胚体内胚葉系列細胞が少なくとも25ng/mLのWntファミリーメンバーと接触される、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the human definitive endoderm lineage cells are contacted with at least 25 ng/mL of a Wnt family member. 前記ヒト胚体内胚葉系列細胞が、前記TGFβスーパーファミリーメンバーおよび前記Wntファミリーメンバーの5分の1~15分の1のヘレグリンと接触される、請求項に記載の方法。
The method of claim 2 , wherein said human definitive endoderm lineage cells are contacted with said TGFβ superfamily member and said heregulin which is 5-15 times lower than said Wnt family member.
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